Question

натуральных чисел 1,2, разрешается проводить следующую операцию: поменять местами числа стоящие через одно( например 1 с 3, 5 с 7). сколько нужно таких операций чтобы получить последовательность n,n-1,n-. решите для n=5,6,7,23

Answer 1

Замечаем, что перестановки происходят отдельно среди четных чисел и среди нечетных чисел.  Поэтому надо ответить на следующий вопрос: есть k предметов, расставленных в каком-то порядке слева-направо и соответствующим образом занумерованных; меняя местами за одну операцию два соседних предмета, нужно расставить их в том же порядке, но справа-налево. Говоря ученым языком, можно сказать, что сначала у нас не было ни одной инверсии (инверсия - это когда предмет с меньшим номером стоит правее предмета с большим номером), а надо сделать максимальное количество инверсий. Меняя местами соседей, мы каждый раз изменяем количество инверсий на 1. Конечно, нам невыгодно уменьшать количество инверсий, а выгодно - увеличивать. Но в каком порядке производить эту операцию - менять местами соседей - абсолютно непринципиально. Поступим, скажем, так. Поменяем сначала местами первый предмет и второй, затем первый и третий, первый и четвертый, и так далее, наконец, первый и последний. Всё. Первый предмет оказался на нужном месте и больше оттуда никуда сдвигаться не будет. Потребовалось нам для этого, естественно, (k-1) операция. Далее будем передвигать второй предмет до тех пор, пока он не поменяется местами с k-м предметом и  не окажется рядом с первым, но левее первого. На это потребуется (k-2) операции. И так далее. Всего мы насчитаем $(k-1)+(k-2)+\ldots +2+1=\frac{(k-1)k}{2}$ операций.

Остается подвести итоги. Окончательный ответ зависит от того, каково n - четное оно или нечетное.

1-й случай: n - четное, n=2m. Это означает, что у нас m четных чисел и m нечетных чисел. Всего операций получится

$\frac{(m-1)m}{2}+\frac{(m-1)m}{2}=(m-1)m=(\frac{n}{2}-1)\frac{n}{2}=\frac{(n-2)n}{4}$

2-й случай. n - нечетное, n=2m+1. Это означает, что у нас m четных чисел и (m+1) нечетных чисел.Всего операций получится

$\frac{(m-1)m}{2}+\frac{m(m+1)}{2}=m^2=\left(\frac{n-1}{2}\right)^2$

Решим задачу для n=5, 6, 7, 23.

n=5 - нечетное; $\left(\frac{5-1}{2}\right)^2=4$

n=6 - четное; $\frac{(6-2)\cdot 6}{4}=6$

n=7 - нечетное; $\left(\frac{7-1}{2}\right)^2=9$

n=23 - нечетное; $\left(\frac{23-1}{2}\right)^2=121$