“天才的火花”。
显然这种题就是筛选做题家和天才的!
然而,许燃的思维,再次跳出了出题人的预设。
“染色法么……可以,很标准,但不够漂亮。”
他嘴角微扬,提笔在答题纸上飞快地书写起来。
【解法一:染色证明】
【我们将nxn的棋盘用四种颜色{1, 2, 3, 4}进行染色。令坐标为(i, j)的格子的颜色为(i 2)+ 2(j 2)+ 1。即交替染成:】
【1 3 1 3 ...】
【2 4 2 4 ...】
【1 3 1 3 ...】
【2 4 2 4 ...】
【可以发现,任何一个1x4的骨牌,无论横放还是竖放,都必然会恰好覆盖四种颜色各一个。】
【因此,若要完全覆盖,则棋盘中四种颜色的格子数量必须相等。】
【但当n为奇数时,四种颜色的格子数不可能完全相等。】
【当n为偶数时……】
许燃的笔速极快,只用了不到二十分钟,就将一个完美无瑕、逻辑严谨的染色法证明,写满了半张答题纸。
这个答案,足以让他拿下满分。
但他停下了笔,看了一眼自己写下的证明,轻轻摇了摇头。
“太普通了。”
他拿起一张新的答题纸,在上面写下了三个大字——【解法二】。
这一次,他的思路,天马行空,完全脱离了高中竞赛的范畴。
【解法二:代数赋值法】
【我们将复数域引入棋盘。令坐标为(i, j)的格子的权值为w^(i+2j),其中w=e^(iπ\/2)=i,为四次单位根。】
【那么,整个棋盘所有格子权值的总和S =Σ w^(i+2j)(1≤ i, j≤ n)。】
【这是一个可以利用等比数列求和公式计算的几何级数……】
【经过计算,当且仅当n是4的倍数时,S = 0。】
【而任何一个1x4的骨牌,其覆盖的四个格子的权值之和,恒为0。】
【因此,若要用1x4骨牌完全覆盖棋盘,其充要条件是整个棋盘的权值总和S=0。】
【所以,只有当n是4的倍数时,才可能被完全覆盖。】
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