一筆書きのスコアの総和

igma 自動ジャッジ 難易度: 数学
2025年4月7日21:00 正解数: 12 / 解答数: 34 (正答率: 35.3%) ギブアップ不可
この問題はコンテスト「2025新歓コンテスト」の問題です。

解説

$i$ 行 $j$ 列目のマス目を $(i,j)$ と書き,ある一筆書きに対して $f(k)$ で $k$ $(1\leq k\leq 4050)$ が書き込まれるマスを表す.$f(2)=(1,2)$ とすると,$f(k)=(1,k),$ $f(4051-k)=(2,k)$ $(1\leq k\leq 2025)$ が一意に定まる.また $f(2)=(2,1)$ とすると $f(3)=(2,2)$ が定まり,$f(4)=(2,3)$ ならば残りの数の書き込み方は一意で,$f(4)=(1,2)$ ならば $f(5)=(3,1)$ が定まる.
 以下同様に考えると,一筆書きとしてあり得るものは,
$$f(k)=(1,k),\ \ f(4051-k)=(2,k)\ \ \ \ (1\leq k\leq 2025)$$
であるものか,各 $s=1,2,\dots, 2024$ に対して
$$\begin{cases}f(2k-1)=\left(\frac{3+(-1)^k}{2},k\right),\ \ f(2k)=\left(\frac{3-(-1)^k}{2},k\right)&(1\leq k\leq s)\\
f(2s+l)=\left(\frac{3-(-1)^s}{2},s+l\right),\ \ f(4051-l)=\left(\frac{3+(-1)^s}{2},s+l\right)&(1\leq l\leq 2025-s)
\end{cases}$$
であるものに限る.前者を $T_0$,後者を $T_s$ $(1\leq s\leq 2024)$ と表す.
 $T_s$ $(0\leq s\leq 2024)$ のスコアを求める.$2$ 以上 $2025$ 以下の整数 $k$ であって,$k$ が $k-1$ の上隣または左隣に書き込まれるものの個数を $x_s$ とすると,$T_s$ のスコアは $2026-2x_s$ である.$k$ が $4$ の倍数かつ $\frac{k}{2}\leq s,\ k\leq 2025$ のとき,またそのときに限り,$k$ は $k-1$ の上隣に書き込まれ,$k\leq 2025$ ならば $k$ は $k-1$ の左隣に書き込まれることはないので,
$$x_s=\min\left\{\left\lfloor\frac{s}{2}\right\rfloor, 506\right\}$$
で与えられる.したがって,求める答えは
$$\begin{aligned}
\sum_{s=0}^{2024}\left(2026-2x_s\right)&=\sum_{s=0}^{1011}\left(2026-2\left\lfloor\frac{s}{2}\right\rfloor\right)+\sum_{s=1012}^{2024}(2026-2\cdot 506)\\
&=2\sum_{s=0}^{505}(2026-2s)+1014\cdot 1013\\
&=\mathbf{2566434}
\end{aligned}$$


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