Хитрый жрец
Однажды в далёком Египте были жадный жрец и праведный мудрец. И фараон, пообщавшись с мудрецом, настолько проникся его мудростью, что приказал своему жрецу выдать награду мудрецу.
А) Жрец положил в n горшочков монеты, причём в первом была 1 монета, во 2 две монеты и т.д. И случайным образом распределил все горшочки по кругу, пригласив мудреца в его центр. Условия, по которым мудрец получает награду, следующие:
1) Мудрец случайным образом выбирает один из горшочков
2) И затем забирает те горшочки, в которых монет меньше, чем в его выбранном горшочке и сам выбранный горшочек.
Пример: если мудрец выбрал горшочек с 5 монетами, то забирает горшочки, где есть 1,2,3,4,5 монет, то есть его награда равна 1+2+3+4+5=15 монетам.
Однако жрец был очень жадный и решил оставить себе побольше денег. И он решил убрать один из горшочков стоящих в кругу, зная, что мудрец не очень внимателен.
Какой горшочек ему надо убрать, чтобы максимизировать свой выигрыш и соответственно минимизировать награду мудреца? Предположим что жрец ориентируется на матожидание награды.
Б) Пусть правила "игры" между жрецом и мудрецом не изменились, за исключением одного: пусть жрец в каждый горшочек положил произвольное число монет, НО в никаких двух горшочках не лежит одинаковое число монет.
Как изменится ответ на вопрос из предыдущего пункта?
В) А что, если бы жрец одурманил мудреца перед входом в храм, и тот бы практически ослеп, что позволило бы жрецу убрать не один, а m, (1\leq m\leq n) горшочков. Расположение монет такое же как в пункте A). Найдите, какие горшочки надо убрать жрецу, для каждого m.
Г) Решите пункт B), если бы монеты располагались так же, как в пункте Б)
А) Пронумеруем все горшочки от 1 до n в соответствии с количеством монет, которые в них лежат. Очевидным кажется решение, через то, что если жрец убирает горшочек с номером k, то мудрец недополучает сумму (по сравнению со случаем, когда все горшочки на месте)
s = \frac{k(n + 1 - k)}{n}
так как горшочек с номером k мог бы доставаться мудрецу в (n+1-k) случаях из n. Относительно k это парабола с ветвями вниз, максимум в вершине k=(n+1)div2 где div2 —целая часть при делении на 2. Однако, к сожалению, такое решение не является правильным, и я предлагаю посетителям сайта понять самим, почему.
Примечание:
Если вы сможете понять в чём ошибочность рассуждений "очевидного" решения пункта а), то это приблизит вас к ответу на остальные три пункта.