مرحله اول المپیاد ریاضی 1404: 8 نفر دور یک میز نشستهاند.
مرحله اول المپیاد ریاضی 1404: 8 نفر دور یک میز نشستهاند. جلوی هرکس یک لیوان چای و یک حبه قند قرار دارد. هر کس میتواند حبه قند خود را در لیوان خودش یا یکی از دو فرد مجاورش بیندازد. بعد از انداختن همه حبه قندها، همه چایها شیرین شدهاند. این اتفاق به چند حالت مختلف میتواند رخ دهد؟
فرض کنید پاسخ مسئله برای n نفر که در یک صف قرار گرفتهاند برابر با f_n باشد. اگر نفر اول صف قند را در چای خودش بریزد، بقیه افراد به f_{n-1} طریق میتواند چایهایشان را شیرین کنند و اگر نفر اول قند را در چای نفر دوم بریزد باید قند را در چای نفر اول بریزد و بقیه افراد به f_{n-2} طریق میتوانند چایهایشان را شیرین کنند. بنابراین برای هر n داریم f_n = f_{n-1} + f_{n-2}. چند جمله اول دنباله f_n به این صورت است: 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34 اگر n نفر دور یک میز باشند و افراد دور میز را شمارهگذاری کنیم. اگر نفر 1 قند را در چای خودش بریزد چون همه چایها شیرین شدهاند پس کس دیگری قند در چای شماره 1 نمیریزد و در نتیجه تعداد حالات مطلوب برابر با f_{n-1} خواهد بود. اگر شماره یک قند را در چای شماره 2 بریزد و شماره 2 هم در چای شماره 1 بریزد f_{n-2} حالت خواهیم داشت. و اگر شماره 2 در چای شماره 3 بریزد همه مجبور هستند در چای نفر بعدی بریزند و یک حالت داریم. مشابه این اتفاق زمانی که شماره 1 قند را در چای شماره n بریزد نیز رخ میدهد و در نهایت تعداد حالتها برای n نفر دور یک میز برابر f_{n-1} + 2f_{n-2} + 2 میشود. خواهد بود که برای n = 8 برابر 49 میشود.