2009年5月1日 星期五

一道組合題--題解

  這是上文提到的組合數學題題解。

  若小方塊是橫放的,我們設它蓋著 kk + 1。這個小方格蓋著的數字的積是 k(k + 1),不難驗算它和 0.5[k2 + (k + 1)2] - 0.5 等價。

  若小方塊是縱放的,我們設它蓋著 kk + 10。這個小方格蓋著的數字的積是 k(k + 10),不難驗算它和 0.5[k2 + (k + 10)2] - 50 等價。

  假設 n 個小方塊是橫放的,50 − n 個小方塊是直放的。當我們把這 50 個積加起來時,不難發現我們必定把 0.5 × 12、0.5 × 22、0.5 × 32、……、0.5 × 1002 都在藍色的部分加了一次,而綠色的部分則為 n 個 -0.5 及 (50 - n) 個 -50。我們注意 n 的值不影響前半部分,只影響後半部分的和。因此,為使這個和盡量大,我們應使後半部分盡量大。不難得知當 n 是 50 時,這個和便達到最大值 0.5(12 + 22 + ... + 1002) - 50 × 0.5 = 169150;同理,當 n 是 0 時,這個和便達到最小值 0.5(12 + 22 + ... + 1002) - 50 × 50 = 166675。因為我們可用 50 個橫放的小方格或 50 個直放的小方格蓋著方格表,所以這兩個值都是可取的。

  由上述討論可知,我們只需知道橫放的小方塊的數量,便可求得該和。我們可由填色的方法證明,橫放的小方塊的數量必定是在 0 至 50 之間的共 26 個偶數。因此這個和共有 26 個可能值。

沒有留言: