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我们来看一个有趣的数学问题。从1到2025这些数字中选出n个数,把它们排成一个圆圈,要求相邻的两个数中,较大的数必须是较小数的2倍或3倍。我们的目标是找出n的最大值。这里展示了一个简单的例子,6个数按照条件排列在圆周上。
让我们深入分析相邻数的条件。如果两个相邻的数是a和b,那么它们的比值必须是2或3。在圆周排列中,相邻数的比值可以是2、二分之一、3或三分之一。由于是封闭的圆圈,所有相邻比值的乘积必须等于1,这给我们提供了重要的约束条件。
现在我们分析数的结构。每个数都可以写成k乘以2的p次方乘以3的q次方的形式,其中k不能被2或3整除。关键发现是:圆圈中的所有数必须有相同的核心因子k。当k等于1时,我们得到集合S1,包含所有形如2的p次方乘以3的q次方且不超过2025的数。这个图展示了S1中的点,每个点对应一个(p,q)坐标对。
S1对应的图是一个二分图,顶点按照p加q的奇偶性分为两组。经过计算,黑色顶点有24个,白色顶点有23个。由于二分图的哈密顿圈要求两部分顶点数相等,而我们的图中黑白顶点数不等,所以不能形成包含所有47个顶点的哈密顿圈。但是,我们可以移除一个黑色顶点,比如度数为1的顶点1024,得到46个顶点的哈密顿圈。
总结一下我们的分析过程:首先将问题转化为在集合S1中寻找最大哈密顿圈。S1包含47个数,对应的二分图有24个黑色顶点和23个白色顶点。由于哈密顿圈需要两部分顶点数相等,我们移除度数为1的顶点1024,得到46个顶点的图。这个剩余图满足哈密顿圈的存在条件。因此,n的最大值是46。