『等間隔の並び』


【問題】

以下、あいだに存在する玉数が等しいことを「等間隔」と呼ぶものとします。
また、「n個が等間隔に並ぶ」とは、n個が存在する弧(円周ではない)の上で等間隔である意味です。

【問題1】

赤玉,青玉合せて9個を、1つの円周上に置くものとします。
ある同色の玉3個は、必ず等間隔に並ぶことを示してください。

【問題2】

赤玉と青玉のいくつかを、1つの円周上に置くものとします。
「同色の玉n(≧3)個が等間隔に並ぶ」ことが許されないときの、円周上に存在できる玉の最多数をLess(n)とします。

Less(n)を求め、その証明をしてください。

ちなみに、【問題1】からも分かるように、Less(3)=8 です。


◆出題者のコメント(ヒント)

3ヶ月以上も無回答なので、ヒントを出します。

n=4なら、次のように並べても同色の玉4個は等間隔になりません。

ですから、Less(4)≧18 であることは判ります。

一般に、Less(n)≧2(n−1)2 であることも同様に判ります。
はたして、2(n−1)2 個が、同色n個が円弧上で等間隔とならない玉数の最多なのか?
それとも、2(n−1)2 個よりも多い玉数でも可能なのか?
そこが問題です。
(ただし、nは3以上の整数。)


 解答用紙はこちらです。 【寄せられた解答】


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