25匹馬賽跑確定前五匹馬的問題

2021-08-27 14:59:07 字數 2602 閱讀 6537

1、先看下條件:總共25匹馬,每個馬的狀態是穩定的,每場比賽最多只能有五匹馬進行賽跑。

2、問題是至少要比賽多少場才能確定跑得最快的五匹馬?

思路:1、我們用a~e給五組馬編號,先分成五組,比賽五場,得到如下組內排序:(5場)a

a1,a2,a3,a4,a5

b b1,b2,b3,b4,b5

c c1,c2,c3,c4,c5

d d1,d2,d3,d4,d5

e e1,e2,e3,e4,e5

2、然後取每組的第一名組成一組進行比賽,假設結果是a1>b1>c1>d1>e1,由於只要求出前五名,所以在這一場之後,可以提前排除一些不可能進入前五的馬,剩下的馬如下:(1場)

aa1,a2,a3,a4,a5

bb1,b2,b3,b4

cc1,c2,c3

dd1,d2

ee1

3、由2可以得出第一名的馬為a1,並且能縮小第二和第三名的範圍,這裡的縮小,是指能縮小到五匹馬之內。

此時,第二名只可能出現在a2和b1之間,同理,第三名只能出現在a2,a3,b1,b2,c1之中。我們選取如下五個馬進行比賽可以確定第二名和第三名:(1場)

aa1,a2,a3

,a4,a5

bb1,b2

,b3,b4

cc1

,c2,c3

dd1,d2

ee1

4、我們可以考慮3中比賽的馬的個數,加上已經決定的第一名,總共有六匹馬,所以可知,第3步在確定第二名和第三名的同時也淘汰了一匹不可能進入前五的馬。這匹被淘汰的馬只可能是a3,b2,c1中的乙個。所以下面分三種情況討論:

1)、假設淘汰的a3,這個時候a4,a5也會被淘汰,剩下的馬如下:

aa1,a2

bb1,b2,b3,b4

cc1,c2,c3

dd1,d2

ee1

我們再來考慮乙個問題,四個標紅的馬中已經確定了第二名和第三名,那麼在剩下的七個黑色的馬中進入四五名的最多也只有兩個名額。這裡對於第二名和第三名的情況也得分情況來討論,第二名和第三名的組合只有三種(《a2,b1》《b1,b2》《b1,c1》)

i、假設a2,b1(b1,a2)是第二名和第三名,由於3中的比賽,那麼此時第四名也將確定出來,如果c1>b2,那麼第五名將在b2,c2,d1中產生,如果b2>c1,第五名將在c1和b3中產生,對於這種情況,頂多再需要1場比賽即可確定前五,總共是8場比賽即可。

ii、假設b1,b2是第二名和第三名。

如果此時a2>c1,那麼對於c1向右或者向下的馬中是無法進入四五名,那麼剩下的馬如下:

aa1,a2

bb1,b2,b3,b4

cc1

四五將在綠色的馬中產生,此時最多隻需要比賽一場即可,總共是8場比賽即可。

但是如果c1>a2,這個時候第四名只能在b3和c1中出現。此時經過排除剩下的馬如下:

aa1,a2

bb1,b2,b3,b4

cc1,c2

dd1

如果第四名是b3,那麼第五名只能是c1和b4中的乙個,此時這場比賽只要安排b3,b4,c1同時出現就能決定四五名。(1

如果第四名是c1,那麼第五名可能是a2,b3,c2,d1中的乙個,此時的比賽要安排a2,b3,c1,c2,d1同時出現。(2

綜合(1)和(2),對於這種情況,無法通過一場比賽確定四五名,所以總共是9場比賽。

iii、假設b1,c1是第二名和第三名

如果

此時a2>b2,我們只能排除b3和b4,剩下的馬如下:

aa1,a2

bb1,b2

cc1,c2,c3

dd1,d2

ee1

很明顯此時至少還需要兩場比賽才能確定四五名,所以總共是9場。b2>a2情況類似。

2)、對於淘汰的b2,c1也可以展開像上述一樣的討論。

5、總之,由上述可以得出,我們至少需要比賽8場或者9場才能確定前五名的馬。

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