有 $100$ 个集装箱里面有 $200$ 个货物,在取出来的过程中货物的顺序被打乱了.现在将他们按一定的规则重新装入集装箱中.将货物依次取出,依次放入集装箱中,集装箱的体积都是 $1$,且每个集装箱最多放两个货物,若装了一个货物后装不下第二个,那么就将这个集装箱密封,把第二个货物放到下个集装箱中.比如原来有2个集装箱中的货物体积是 $\left( {0.5 , 0.5} \right)$,$\left( {0.7 , 0.3} \right)$,被打算顺序后为 $0.5 , 0.7 , 0.5 , 0.3$,那么就需要 $3$ 个集装箱去装它们.问在最坏的情况下需要多少个集装箱才能将所有的货物装完?
【难度】
【出处】
【标注】
  • 数学竞赛
    >
    简单组合
    >
    简单组合
  • 题型
    >
    组合数学
    >
    组合极值
【答案】
$199$
【解析】
至少需要 $199$ 个箱子才能确保装下这 $200$ 件物品.
首先,这 $200$ 件物品无论怎样随意摆放,一定存在有两个相邻的物品放入同一个箱子,否则记这 $200$ 件物品的体积为 ${a_1} , {a_2} , \cdots , {a_{200}}$,且箱子的容量为 $M$.
不妨设随意摆放的次序为 ${a_1} , {a_2} , \cdots , {a_{200}}$,那么$${a_1} + {a_2} , {a_3} + {a_4} , \cdots , {a_{199}} + {a_{200}} > M,$$相加得$${a_1} + {a_2} + \cdots + {a_{200}} > 100M,$$矛盾.
其次,设箱子的体积分别为 $1 , 2 , 3 , \cdots , 200$,箱子容量为 $201$,打乱后的顺序为$$1 , 2 , 200 , 3 , 199 , 4 , 198 , 5 , \cdots , 103 , 102,$$即从第 $3$ 项起,两个等差数列交叉排列,那么原本可以用 $100$ 个集装箱装完:$$\left( {1 , 200} \right),\left( {2 , 199} \right),\left( {100 , 101} \right),$$但打乱后只有第一个集装箱装了 $\left( {1 , 2} \right)$,其他的集装箱都只能装一个货物.此时需要 $199$ 个集装箱才能将所有的货物装完.
答案 解析 备注
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