题目

有一些同学参加考试,考试共有 15 道选择题,每道题有 3 个选项,若任意 3 名学生中都有至少一题的答案互不相同,求至多有多少同学参加考试。

解析

a_{ n }n 道选择题,每道题 3 个选项,且任意 3 名学生中都有至少一题的答案互不相同时,至多有多少同学参加考试。

根据抽屉原理,对于第 n 道题,至少会有 1 个选项使得选择该选项的人数不超过 \left \lfloor \dfrac{ a_{ n } }{ 3 } \right \rfloor 个,也就是说至少有 a_{ n } - \left \lfloor \dfrac{ a_{ n } }{ 3 } \right \rfloor 个人,他们的第 n 题的答案不超过 2 种,此时剩下的 n - 1 道题就必须满足任意 3 名学生中都有至少一题的答案互不相同,所以就有递推式:

a_{ n } - \left \lfloor \dfrac{ a_{ n } }{ 3 } \right \rfloor = a_{ n - 1 }

即:

a_{ n } = \left \lfloor \dfrac{ 3 }{ 2 } a_{ n - 1 } \right \rfloor

因为 a_{ 1 } = 3,由递推即可得到 a_{ 15 } = 711

by CXY。