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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 6/7: N−1N-1 に対するより小さいインスタンスに再帰する
(N−1)N=(N−1)((N−1)+1)(N-1)N=(N-1)\big((N-1)+1\big)
詳しい解説

刈り込まれたプールは、再び元の左右の順序を保った、身長の異なる選手たちの列であり、身長によって N−1N-1 個の連続したブロックに分割され、各ブロックはちょうど NN 人からなる——これはまさにパラメータ N−1N-1 に対して要求される形であり、(N−1)N=(N−1)((N−1)+1)(N-1)N=(N-1)\big((N-1)+1\big) が成り立つからである。したがって帰納法の仮定はこの部分列に適用でき、2(N−1)2(N-1) 人のさらなる生存者を生み出し、N−1N-1 個のブロックのそれぞれからちょうど 22 人ずつ、N−1N-1 組の対に整理され、それぞれの対は部分列の中で物理的に隣接し、その中で連続する身長順位を占める。