MathLabs

第5問

リス Bushy と Jumpy は冬に備えて 20212021 個のクルミを集めた。Jumpy はクルミに 11 から 20212021 まで番号をつけ、お気に入りの木の周りに円形に 20212021 個の小さな穴を掘った。翌朝、Jumpy は Bushy が各穴にクルミを一つずつ入れたものの、番号を気にしていなかったことに気づいた。不満に思った Jumpy は、20212021 回の操作からなる手順でクルミを並べ替えることにした。kk 回目の操作では、Jumpy はクルミ kk に隣接する二つのクルミの位置を入れ替える。ある kk が存在して、kk 回目の操作で入れ替えるクルミ aa と bb が a<k<ba<k<b を満たすことを証明せよ。
ステップ 3/5: 黒いクルミの極大なブロックを追跡する
2021−1=2020 black walnuts remain after move 12021-1=2020\ \text{black walnuts remain after move } 1
詳しい解説

円周上の連続する黒いクルミの極大なブロックを考える。最初の操作の後、ちょうど一つのクルミが赤くなり、20202020(偶数)個の連続する黒いクルミからなる一つのブロックが残る。