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问题: 快急

17. 将3k(k为正整数)个石子分成五堆。如果通过每次从其中3堆中各取走一个石子,而最后取完,则称这样的分法是“和谐的”。试给出和谐分法的充分必要条件,并加以证明。

解答:

解: 分法是和谐的 充分必要条件 是 最多一堆石子的个数不超过k。
下面设五堆石子的个数分别为a,b,c,d,e(其中 )。

“必要性”的证明: 若分法是和谐的,则把a所对应的石子取完至少要取a次,这a次每次都要取走3个石子。如果 ,则 ,即把a所对应的一堆取完时,需取走的石子多于五堆石子的总数。矛盾。因此最多一堆石子的个数不能超过k。

“充分性”的证明:(数学归纳法)

当 时,满足“ ” 的分法只能是1,1,1,0,0。显然这样的分法是和谐的。
假设 时,满足“ ” 的分法是和谐的。
当 时,若 ,且分法a,b,c,d,e是不和谐的,则分法a-1,b-1,c-1, d, e也是不和谐的。由(2)及必要性的证明,可知

因为 ,所以 。
若 ,则有 。这与 矛盾。
若 ,则有 ,从而有 ,于是有
,这是不可能的。矛盾。
因此当 时,分法a,b,c,d,e是和谐的。