ĐỀ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10, TRƯỜNG PHỔ THÔNG NĂNG KHIẾU ĐHQG TPHCM, 2005-2006.
Dưới đây là câu cuối cùng của đề:
Xét 81 chữ số, trong đó có 9 chữ số 1 ; 9 chữ số 2;... ; 9 chữ số 9. Hỏi có thể sắp xếp được hay không tất cả các chữ số này thành một dãy sao cho với mọi $k=1,2,...,9$ trong mỗi khoảng giữa hai chữ số $k$ liên tiếp ở trên dãy có đúng $k$ chữ số ?
Giả sử có thể sắp xếp được $81$ chữ số đã cho thành một dãy sao cho với mọi $k=1,2,..,9$ trong mỗi khoảng giữa hai chữ số $k$ liên tiếp ở trên dãy có đúng $k$ chữ số.
Xét với $k=9$ ta có tất cả $8$ khoảng giữa các chữ số $9$ liên tiếp ở trên dãy và mỗi khoảng có đúng $9$ chữ số.
Như vậy, giữa hai chữ số $9$ ở đầu bên phải và đầu bên trái của dãy bao gồm $8$ khoảng, mỗi có $9$ chữ số khác $9$ và $7$ chữ số $9$, tổng cộng là: $8.9+7=79$(số)
Như thế, hai chữ số $9$ ở đầu bên phải và đầu bên trái dãy nằm ở các vị trí đầu và cuối của dãy.
Xét với $k=8$ ta có dãy được tạo bởi hai số và các chữ số ở giữa chúng có tổng cộng: $2+8=10$(số)
Do đó, trong một khoảng giữa hai chữ số $9$ liên tiếp không thể có đồng thời hai chữ số $8$.
Mặt khác, trong dãy chỉ có $8$ khoảng giữa các chữ số $9$ liên tiếp nên chỉ có thể có $8$ chữ số $8$ ứng với $8$ khoảng đó.$(KTM)$
Vậy không thế sắp xếp được $81$ chữ số đã cho thành một dãy sao cho với mọi $k=1,2,...,9$ trong mỗi khoảng giữa hai chữ số $k$ liên tiếp ở trên dãy có đúng $k$ chữ số.
Bằng cách giải tương tự cũng có thể giải quyết bài toán sau:
Xét $n^{2}$ chữ số, trong đó có $n$ chữ số $1$; $n$ chữ số $2$;...; $n$ chữ số $n$. Hỏi có thể sắp xếp được hay không tất cả các chữ số này thành một dãy sao cho với mọi $k=1,2,...,n$ trong mỗi khoảng giữa hai chữ số $k$ liên tiếp ở trên dãy có đúng $k$ chữ số ? ( với $n$ là một số tự nhiên khác $0$ cho trước )