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第5問

整数 N≥2N \ge 2 が与えられている。互いに身長が異なる N(N+1)N(N+1) 人のサッカー選手が一列に並んでいる。サー・アレックスは、この列から N(N−1)N(N-1) 人を取り除き、残った 2N2N 人からなる新しい列において、次の NN 個の条件がすべて成り立つようにしたい。最も背の高い二人の間には誰もいない、背が3番目と4番目に高い二人の間には誰もいない、…\ldots、最も背の低い二人の間には誰もいない。これが常に可能であることを示せ。
ステップ 5/7: 生き残った各ブロックにはまだ十分な人数がいる
∀j≠k: N≤∣Gj∩(p,N(N+1)]∣≤N+1\forall j\neq k:\ N\le \big|G_j\cap(p,N(N+1)]\big|\le N+1
詳しい解説

GkG_k 以外のどのブロックも、削除された接頭部分 x1,…,xpx_1,\ldots,x_p に高々 11 人しか現れなかったので、j≠kj\neq k を満たす各ブロック GjG_j は、位置 pp より右にある削除されていない選手の中に、その N+1N+1 人の成員のうち少なくとも NN 人を保っている。必要なら、まだ N+1N+1 人が残っているブロックから余分な生存者を一人取り除き、残った N−1N-1 個のブロックのそれぞれがちょうど NN 人にまで削られるようにすれば、合計でちょうど (N−1)N(N-1)N 人からなるプールが得られる。