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第2問

n≥2n\ge2 を整数とする。n2n^2 個の単位正方形からなる n×nn\times n のチェス盤を考える。この盤上の nn 個のルークの配置が平和的であるとは、どの行にもどの列にもちょうど1個のルークがあることをいう。nn 個のルークのどの平和的な配置に対しても、その k2k^2 個の単位正方形のいずれにもルークが置かれていない k×kk\times k の正方形が存在するような、最大の正の整数 kk を求めよ。
ステップ 1/5: 答えと証明方針を述べる
k=⌊n−1⌋k = \left\lfloor \sqrt{n-1} \right\rfloor
詳しい解説

答えは k=⌊n−1⌋k=\lfloor\sqrt{n-1}\rfloor である。これは各正の整数 ℓ\ell について次を示すことで証明される:(i) n>ℓ2n>\ell^2 ならば、すべての平和的な配置に空の ℓ×ℓ\ell\times\ell 正方形が存在する、(ii) n≤ℓ2n\le\ell^2 ならば、そのような正方形を持たない平和的な配置が存在する。この2つを合わせると、条件を満たす最大の ℓ\ell が ⌊n−1⌋\lfloor\sqrt{n-1}\rfloor であると分かる。