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OMC181 (数学ゴールデン杯)

OMC181(C)

ユーザー解説 by natu_math

 一般に 2×n2\times n の長方形で二人が左から右に行く道順の数を ana_n とします.すなわち求めたいのは a9a_9 です.
漸化式を使って解きましょう.

・二人が最初にどちらも右に移動するならば残りの道順は an1a_{n-1} だけあります.
・小野寺さんが初手で下に行き, 1kn11\leq k\leq n-1 回右に行った後で上に移動すると残りの道順は ank1a_{n-k-1} だけあります.( a0=1a_0=1 とします)
・芹沢さんが初手で上に行き, 1kn11\leq k\leq n-1 回右に行った後で上に移動すると残りの道順は ank1a_{n-k-1} だけあります.
・小野寺さんが初手で下に行き, nn 回右に行った後で上に移動すると残りの道順は 11 だけあります.
・芹沢さんが初手で上に行き, nn 回右に行った後で上に移動すると残りの道順は 11 だけあります.

したがって次の漸化式が得られます. an=an1+2(an2++a0)+2a_n=a_{n-1}+2(a_{n-2}+\cdots+a_0)+2 これと nnn+1n+1 とした式の差をとって次を得ます. an+1=2an+an1 (n=2,3,...)a_{n+1}=2a_n+a_{n-1} (n=2,3,...) a1=3,a2=7a_1=3,a_2=7 なのでこの漸化式を用いて a3=17,a4=41,a5=99,a6=239,a7=577,a8=1393,a9=3363a_3=17,a_4=41,a_5=99,a_6=239,a_7=577,a_8=1393,a_9=\mathbf{3363} を得ます.