組合極值趣題
2023年4月30日,第五屆OUFC在廣州舉辦。其中有一項活動是毛毛火車。有100只毛毛只有一條紅尾巴,另外100只毛毛只有一條藍尾巴。這200只毛毛按照如下方式圍成一個圈:每只毛毛都牽著它前面的那只毛毛的尾巴,同時被它后面的那只毛毛牽著尾巴。規(guī)定:對每只毛毛而言,如果它牽的尾巴與它自己的尾巴顏色相同,則自己得1分,反之自己得-1分。求這200只毛毛總得分的最大值與最小值的差。 解析: 可以發(fā)現(xiàn),順時針還是逆時針方向牽尾巴,不影響總得分。 要想得分盡可能高,相同顏色尾巴的毛毛應該盡可能相鄰;要想得分盡可能低,不同顏色尾巴的毛毛應該盡可能相鄰。 如圖1,當紅、藍尾巴的毛毛交替排列時,任兩只相鄰的毛毛尾巴都不同色,此時總得分最低,為(-1)×200=-200分。 如圖2,當100只紅尾巴毛毛排在一起,100只藍尾巴毛毛排在一起時,紅、藍尾巴毛毛各有100-1=99只毛毛牽著與自己尾巴同色的尾巴,恰有紅、藍尾巴各一只毛毛牽著與自己尾巴不同色的尾巴。此時總得分最高,為2×99-2=196分。 所以總得分最大值與最小值的差是396分。
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