سوال ۴

جدولی $n \times n$ داریم که سطرهای آن از بالا به پایین و ستون‌های آن از چپ به راست با اعداد $1$ تا $n$ شماره‌گذاری شده‌اند. خانه‌ی واقع در سطر $i$ و ستون $j$ را با $(i, j)$ نشان می‌دهیم. می‌خواهیم از خانه‌ی $(1,1)$ به خانه‌ی $(n,n)$ برویم. حرکت‌های مجاز به صورت زیر هستند:

چند مسیر مجاز دارای کم‌ترین هزینه هستند؟

  1. $\binom{2n-2}{n-1}$
  2. $\binom{2n}{n}$
  3. 2
  4. $n$
  5. $\frac{1}{2}\binom{2n}{n}$

پاسخ

گزینه (۱) درست است.

ادعا می‌کنیم تمام مسیرها هزینه‌ی یکسانی دارند. برای خانه‌ی $(i,j)$ پتانسیل $i\cdot j$ را تعریف می‌کنیم. توجه کنید در هر حرکت دقیقاً به اندازه‌ی هزینه‌ی آن مرحله به مقدار پتانسیل اضافه می‌شود. در ابتدا مقدار پتانسیل $1$ و در انتها مقدار پتانسیل $n^2$ می‌رسد. بنابراین همه‌ی راه‌ها دارای هزینه‌ی $n^2-1$ هستند.