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第3题

在正五边形的每个顶点赋予一个整数,使五个数的总和为正。若三个连续顶点上的数为 x,y,zx,y,z 且 y<0y<0,就依次替换为 x+y,−y,z+yx+y,-y,z+y。只要仍有负数就重复操作。问此过程是否必定在有限步后结束?
第 4/4 步:推出过程终止
通俗地说

每次合法操作都严格降低一个非负整数,因此操作次数必为有限。

2Sx4<02Sx_4<0
详细分析

由于 S>0S>0 且合法操作满足 x4<0x_4<0,有 fnew−fold=2Sx4<0f_{\rm new}-f_{\rm old}=2Sx_4<0。若无限进行,就会得到非负整数的无限严格递减序列,这是不可能的。因此过程必定结束。