N王問題

N王問題

在西洋棋規則中,國王只能前後左右斜著走一步,N王問題描述的就是在一個規定大小的棋盤上,最多能相容地放下多少個國王的問題,即國王彼此之間不在對方的範圍之內。

問題描述,八王問題的解,N王問題的解,

問題描述

在西洋棋規則中,國王只能前後左右斜著走一步,N王問題描述的就是在一個規定大小的棋盤上,最多能相容地放下多少個國王的問題,即國王彼此之間不在對方的範圍之內。N王問題是相容問題的典型代表,其餘還有八皇后問題,八馬問題等等。首先考慮在8*8大小的西洋棋棋盤上,國王問題的解,然後將這個問題推廣到一般的N*N的棋盤上,該問題的解又是多少。

八王問題的解

由於國王的“勢力範圍”只有一步,因此首先考慮2*2的棋盤,而這樣的棋盤內,最多有一個國王,否則不同的國王就在彼此的控制範圍之內,而8*8的棋盤,有16個2*2的棋盤,因此,最多能擺放16個國王,而在奇數行和奇數列的交匯點擺上國王,則可以達到這個數量,因此八國王的解是16,如下圖所示。
N王問題

N王問題的解

當N是偶數時,設N=2k,則有k*k個2*2的棋盤,因此最多能擺放k2即N2/4個國王,而在奇數行和奇數列的交匯點拜上國王,則國王個數為N2/4,且可以滿足相容的條件。
當N是奇數時,設N=2k+1,則該棋盤左上角的2k*2k部分,最多可以放置k2個國王,在2k*2k的部分,取奇數行和奇數列的交點作為放置國王的點,則可以擺放k2個國王。同時,對於最後一列,從第一行開始,每隔一列放置一個國王,共可以放置k+1個,且滿足相容條件,對於最後一行做同樣構造,同樣可以得到k+1個相容點,但是最後一個點和最後一列的相容點重合,需要去掉,因此共有k2+2k+1= (k+1)2即(N+1)2/4個擺放點。
因此N國王問題的解為:
N王問題

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