题目
一个正方形的三个顶点上各有一个木钉。你可以进行如下操作:
任取一个木钉,让它“跳过”另一个木钉,并落在另一侧与被跳木钉等距的位置。
被跳过的木钉不会被移除。
问:是否能通过若干次操作,让某个木钉落到正方形的第四个顶点上?
分析
把初始正方形看成平面整数格上的一个单位方格,四个角可记为\((0,0),(0,1),(1,0),(1,1)\),所以木钉始终都在格点上。
格点有四种奇偶类型:偶偶、偶奇、奇偶、奇奇。
设一次跳跃是“从\(P\)跳过\(Q\)到\(R\)”,则\(R=2Q-P\)。因此\(R_x-P_x\)与\(R_y-P_y\)都是偶数,也就是每次跳跃时木钉的\(x,y\)坐标奇偶性都不变。
所以每个木钉都只能在自己原本的奇偶类型里移动,无法变到别的类型。
而单位方格四个顶点恰好对应四种不同奇偶类型。初始只有三个角有木钉,缺失的那个角对应的奇偶类型一开始就没有木钉占据,之后也不可能被占据。