2,1,3,4,5 nasil oldu ? 2. oyuncu 1. sandalyeye oturunca 3. sandalye bos kaldigi icin 3. oyuncu 3. sandalyeye oturmali
Biraz düzeltme yaptım (* ile işaretli yerlerde):
Çok güzel bir soru. Herhangi bir $n\quad (n>1)$ için, böyle bir yerleştirmede, sonuncu kişinin, ya kendi sandalyesine ya da 1. sandalyeye oturmak zorunda olduğunu ispatlayacağız. Böyle bir yerleştirme bir permütasyondur: $ \sigma\in S_n,\ \sigma(k)=k. $ kişinin oturduğu sandalyenin numarası. (Benim notasyonum, OkkesDulgerci ninkinden farklı) $ \sigma(1)=2 $ olduğu verilmiş. Bunun için önce şunu göstereceğiz: Lemma (Önsav): Böyle bir yerleşmede: Ya ($ n $. kişi dışındaki) herkes kendi numarasından bir fazla numaralı (ve $ n $. kişi 1.) sandalyeye oturur ya da en az bir kişi kendi sandalyesine oturur ( $\sigma_0=(1,2,3,\ldots,n)\in S_n $ devri olması ya da bir sabit noktası olması). (Burada $ \sigma_0 $ yazarken $ n $ yi gözardı ediyorum) Daha sonra, sorudaki iddia, tümevarım ile ispatlanacaktır. Önsavın ispatı: $ \sigma\neq\sigma_0 $ olsun. $k=\max\{j:\sigma(i)=i+1\ \forall i< j\} $ olsun. $ 2\leq k<n $ dir. (*: Daha önce $1\leq k<n$ yazmıştım) Bu durumda $ \sigma(k)=1 $ ya da $ \sigma(k)>k+1 $ olur. her iki durumda da $ \sigma(k+1)=k+1 $ olup permütasyonun sabit noktası vardır. İddianın ispatı: $ n=2 $ için iddianın doğruluğu aşikardır, çünki $\sigma=\sigma_0$ olmak zorundadır. Bir $ n\geq2 $ için iddiamız doğru olsun. $ \sigma\in S_{n+1} $ böyle bir permütasyon olsun. $\sigma=\sigma_0$ ise $\sigma(n+1)=1$ olur. $ \sigma\neq\sigma_0 $ ise $\sigma$ nın bir sabit bıraktığı $ 2<k\leq n+1 $ sayısı vardır. $ k=n+1 $ ise zaten $ \sigma(n+1)=n+1 $ olur. $ 2<k<n+1 $ durumunu inceleyelim. (Bu ayırıma gerek de yok aslında) Şimdi sabit noktayı silip bir $ \sigma'\in S_{n} $ şöyle oluşturabiliriz: $ k $ numaralı kişi ve sandalyeyi çıkarıp, geriye kalan sandalye ve kişilerde, numarası $ k $ dan büyük olanların numarasını 1 azaltırız. $ \sigma'(i)=\begin{cases}\sigma(i)&i<k,\sigma(i)<k\\\sigma(i)-1& i<k,\sigma(i)>k\\\sigma(i-1)&i>k,\sigma(i)<k\\\sigma(i-1)-1& i>k,\sigma(i-1)>k\end{cases} $ Bu permütasyon da (kişi ve sandalyelerde yeni numaralar ile) sorudaki koşulları sağlar (bunu göstermek sıkıcı ama zor değil). Tümevarım hipotezinden, $\sigma'(n)=1$ veya $ \sigma'(n)=n $ dir. Buradan (numaralar değiştiği için, burası biraz özen gerektirir) $ \sigma(n+1)=n+1 $ veya $ \sigma(n+1)=1 $ elde edilir. (*: Olası durumların sırasını, yukarıdaki durumlara uyumlu olması için değiştirdim)
100. kisinin 1. veya 100. sandalyeye oturmasini garantileyebiliriz.. Bunu yapmak cok kolay. 1. Durum ) 2. kisi rasgele secim yaptiginda 1. sandalyeyi secerse, kalanlar 3.,4.,5.,....,100. sandalyeye oturmak zorunda. 2. Durum ) 2. kisi rasgele secim yaptiginda 3. sandalyeyi secerse, 3. kisi 4. sandalyeyi secerse,.... yani herkes kendi sandalyesinin sayisinin bir fazlasini secerse, 100. kisi 1. sandalyeyi secmek zorunda kalir. Baska bir durum yok gibi duruyor?
____________________________________________________
Ekleme:
Biraz otomatik, biraz manuel olarak sunu yaptim. Tam otomatik olmadigi icin az da olsa hatali olma ihtimali vardir.
1. satir sandalye numarasini, 2. satir oturan kisilerin numarasini gosterir. Once 1. kisiyi 2. sandalyeye oturturuz.
Asagidaki resimleri $2\times n$ matris olarak dusunursek hepsinde $2\times2$. elemanin 1 oldugu gorulur ve istenen ön kosulu saglar (Birinci oyuncu 2. sandalyeye oturduguna gore)
n=3 icin:
n=4 icin:
n=5 icin:
n=6 icin: