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第1题

奥斯陆银行发行两种硬币:铝币(记为 AA)和青铜币(记为 BB)。Marianne 有 nn 枚铝币和 nn 枚青铜币,按某种任意初始顺序排成一行。链是指由同类型连续硬币组成的任意子序列。给定固定正整数 k≤2nk\le2n,Marianne 反复执行以下操作:找出包含从左数第 kk 枚硬币的最长链,并把该链中所有硬币移到这一行的最左端。求所有满足 1≤k≤2n1\le k\le2n 的数对 (n,k)(n,k),使得对任意初始顺序,在操作过程的某个时刻,最左边的 nn 枚硬币都属于同一类型。
第 3/5 步:若 kk 严格落在某条链内部,两条链会合并
通俗地说

把中间的一条链移到最前面,会把其两侧同类型的相邻链合并为一条,所以链的总数只会减少。

B1=[l′,l−1],B2=[m+1,m′]B_1=[l',l-1],\quad B_2=[m+1,m']
详细分析

设 kk 落在链 [l,m][l,m](l>1l>1 且 m<2nm<2n,既非第一条也非最后一条链)内部。将 [l,m][l,m] 移到最前面后,其前面紧邻的链 B1=[l′,l−1]B_1=[l',l-1] 与后面紧邻的链 B2=[m+1,m′]B_2=[m+1,m'] 变为相邻;由于 B1B_1 与 B2B_2 是同一硬币类型,它们合并为一条链,链的总数严格减少。