سوال ۱۹

دنباله‌ي $a_۱, a_۲...a_m$ از اعداد ۱ تا $n$ را خوب می نامیم اگر به ازای هر $i \lt j$ که $a_i = a_j$ هیچ یک از اعداد ظاهر شده در $a_{i+۱}, a_{i+۲}...a_{j-1}$ خارج از بازه‌ $[a_i, a_{i+1}...a_j]$ ظاهر نشده باشند. در واقع در یک دنباله‌ي خوب ، اعداد ظاهر شده بین دو عدد مساوی نباید در خارج از بازه بینشان ظاهر شده باشند.

به عنوان مثال دنباله ۱,۲,۳,۱,۴,۱ یک دنباله ی خوب است ولی دنباله ی ۱,۲,۳,۱,۴,۲ خوب نیست، چون عدد ۲ هم بین دو تا ۱ ظاهر شده است و هم بیرون آنها. طول بزرگترین دنباله‌ی خوب با اعداد ۱ تا $n$ چند است؟

  1. $۴n$
  2. $۳n$
  3. $۲n-۱$
  4. $۲n$
  5. $۴n-۱$

راهنمایی

از یک عدد حداکثر چه تعداد می‌توان در یک دنباله‌ی مطلوب داشت؟

راهنمایی

در راستای راهنمایی پیشین، اگر عدد $a$ چهار بار در دنباله ظاهر شده باشد، می‌توانید نشان دهید دنباله مطلوب نیست؟

راهنمایی

حال سعی کنید مثالی ارائه دهید که هر عدد دقیقا سه بار ظاهر شده باشد.

راهنمایی

اگر عدد $a$ در سه جایگاه متوالی دنباله ظاهر شود، دنباله‌ی نامطلوبی تشکیل خواهد شد؟

پاسخ

گزینه‌ی ۲ درست است.

اگر در دنباله یک عدد چهار بار استفاده شود، همان چهار عدد ناقض شرط مسئله هستند (چرا؟).

پس طول دنباله حداکثر $3n$ خواهد بود. در صورتی که از هر عدد سه بار استفاده شود و تمام اعداد یکسان در کنار هم آمده باشند به راحتی دیده می‌شود که شرط مسئله در آن صدق می‌کند:

$$111222…nnn$$