$99$ ظرف با تعدادی گردو در هریک موجود است، این ظرفهاروی یک میز به صورت یک صف قرار گرفتهاند. هرجا میتوانیم ۲ ظرف کنار هم را انتخاب میکنیم و از هر کدام ۱ گردو برداریم (هر دو باید حداقل ۱ گردو داشته باشند)،یا به هر کدام ۱ گردو اضافه میکنیم. دو وضعیت از ظرفها را قابل تبدیل به هم مینامیم اگر بتوان با شروع از هر کدام و با چند بار انجام این دو حرکت٬ به دیگری رسید. چند زوج متمایز از چهار وضعیت $a$، $b$، $c$ و $d$ به هم قابل تبدیلاند؟
پاسخ
گزینه (؟) درست است.
در هر مرحله دو گردو به کل گردوها اضافه و یا دو گردو از کل گردوها کم میشود٬ بنابراین اگر کل گردوها فرد باشد در نهایت نیز فرد و اگر کل گردوها زوج باشد در نهایت نیز کل گردوها زوج خواهد بود.
مجموع کل گردوها در حالات $a$، $b$، $c$ و $d$ به ترتیب فرد٬ زوج٬ فرد و زوج میباشد٬ بنابراین $a$ به $a،b$ به $c،d$ به $b$ و $c$ به $d$ قابل تبدیل نیستند و اما $a$ به $c$ و نیز $b$ به $d$ قابل تبدیلاند که نحوهی تبدیل هر یک به شکل زیر میباشد:
نحوهی تبدیل $a$ به $c$:اولی را رد کرده و پس از آن هر زوج متوالی را انتخاب کرده و گردو به آنها اضافه میکنیم.
اگر الگوریتم فوق را ادامه دهیم به حالت $c$ خواهیم رسید.
نحوهی تبدیل $b$ به $d$:
$$2,3,4,5,...,49,50,51,...,95,96,97,98$$
$$3,4,5,...,49,50,50,50,50,50,51,...,95,96,97$$
با تکرار الگوریتم فوق پس از مدتی به دنبالهی متقارن زیر میرسیم:
$$50,51,50,...,50,51,50,51,50,50,50,51,50,51,50,...,50,51,50$$
باز باتکرار آن الگوریتم به دنبالهی $d$ خواهیم رسید.