此時的徐辰,確實遇到了麻煩。
【這個問題,有點棘手。】
他把陳老師給的競賽資料在腦子裡過了一遍,很確定,冇有講過這類問題的解題技巧。
陳老師的資料也是托關係從別的學校要來的,都是些常規的競賽知識點。對於安城三中大部分學生來說,已經完全夠用了,再深的東西,教了也學不會。
所以,徐辰現在隻有一個大概的方向,但缺少趁手的數學工具。
他停下筆,開始思考。
【要證明存在一種「好」的著色方案,可以反過來想,證明「所有方案都不好」的概率小於1。】
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【一個「不好」的方案,就是指至少有一條邊的兩個端點顏色相同。】
他想到了概率論裡最基礎的工具——聯合界。
【假設A_i是第i條邊顏色相同的事件,那麼P(A_i)= 1/k。如果圖裡有m條邊,所有壞事件的概率加起來就是 m/k。】
筆尖在草稿紙上劃了幾行,徐辰又停下了。
【不行。m的最大值能到 Nd/2,這樣算出來的概率和很可能會大於1。聯合界這個方法太粗糙了,行不通。】
他輕輕劃掉了剛寫的幾行字。
徐辰閉上眼睛,遮蔽了周圍的雜音,腦子裡隻剩下那張由點和線構成的抽象的圖。
【這些「壞事件」A_i之間,不是完全獨立的。一條邊出問題,會影響到和它共用一個頂點的其他邊……但是,這種影響是區域性的。】
「區域性」!
這個詞像鑰匙一樣,開啟了他腦中的一扇門。
徐辰猛地睜開眼,目光裡透著一股專注。
【對,一個事件A_i,隻和少數跟它「相鄰」的事件有關。一條邊,最多隻和 2(d-1)條其他邊共用頂點。它的影響範圍是有限的。】
【如果能找到一個方法,精確地描述這種「有限影響」,是不是就能把那個大於1的概率和給降下來?】
他冇學過什麼洛瓦茲區域性引理。
他的世界裡,冇有現成的公式可以套。
他要做的,是從最基本的概率公理出發,自己動手,搭一座通往答案的橋。
他的筆又動了。
這一次,不再是試探,而是帶著明確的方向進行推演。
他開始嘗試構建一個更精細的概率不等式。
【假設,給每個壞事件A_i,都分配一個在(0,1)之間的權重x_i。如果能證明,每個事件A_i發生的概率,都小於一個由它自己和它所有「鄰居」的權重共同決定的數值……】
這個想法很大膽,推導過程也極其複雜。
P(A_i)≤ x_i *Π_{j與i相關}(1 - x_j)
當這個不等式被他寫在草稿紙上時,他感覺自己抓住了問題的關鍵。
接下來,就是海量的計算和放縮。草稿紙一張接一張地被寫滿,上麵的符號和邏輯箭頭,密密麻麻。
【計算量太大了,腦子有點跟不上了。】
徐辰看了看時間,還剩30分鐘,時間有點緊。
【對了,專注膠囊!】
他想起了係統新手任務獎勵的5顆專注膠囊。
【係統,使用專注膠囊。】
一瞬間,徐辰感覺大腦變得異常清晰和冷靜,外界的一切乾擾都消失了,全部的注意力都集中在了眼前的題目上。
他的計算速度和思維效率,陡然提升。
5分鐘……
10分鐘……
15分鐘……
汗水從額頭滲出,滑過臉頰,他卻毫無察覺。
當第五張草稿紙寫滿時,那組複雜的不等式,終於被他整理成了一個簡潔而清晰的形態。
若存在x_i∈(0,1),使得對所有i,都有 P(A_i)≤ x_i *Π_{j∈Γ(i)}(1 - x_j)成立,則 P(∩ A_i^c)> 0。
他利用題目給的條件 e(d 1)≤ k,巧妙地構造出了一個統一的權重 x = 1/(d 1),並最終證明瞭這個不等式成立!
做出來了。
他並不知道這個引理的名字。
他隻是從最基本的概率公理出發,敏銳地抓住了「區域性依賴」這一核心,然後用自己恐怖的數學直覺和構建能力,硬生生地在現場,手動推導了「洛瓦茲區域性引理」!
他猛地抬頭看了一眼牆上的時鐘。
隻剩下……十分鐘了!
而他,纔剛剛完成證明,還冇往答題卡上抄!
徐辰立刻開始謄寫。因為是從最基本的原理開始推導,他的證明過程非常長,幾乎寫滿了整個答題區。字跡因為高速書寫而略顯潦草,但每一步都邏輯清晰,無可辯駁。
終於,在距離考試結束還有三分鐘的時候,他停下了筆。
長長地舒了一口氣。
【應該……都做對了。】
【就是不知道最後這道題,過程寫得這麼複雜,會不會被扣步驟分。】
【不過,就算扣幾分,拿個省一,應該也夠了。】
……
第一場考試結束了。
第二場考試和第一場考試中間隻有20分鐘的休息時間。
考場外,走廊上。
安城三中的四人,再次聚到了一起。
「唉,最後一題太難了,完全冇思路。」林曉雅一臉沮喪。
「是啊,我連題目的考點都冇看出來。」張浩也嘆了口氣。
李帆因為參加過省城的金牌輔導班,自認為是校隊裡唯一能做出來的人,故作深沉地說道:「考的是洛瓦茲區域性引理。不過計算過程啊還是很複雜,我寫上了,但不知道會不會扣過程分。」
他這番話,瞬間引來了林曉雅和張浩崇拜的目光。
「李帆你太厲害了!這都能做出來!」
「看來這次省一有希望了!」
隨後,張浩看向一旁的徐辰,關心得問道。
「徐辰,你考的怎麼樣?」張浩問道「看你一直在算,我看你中途還要了好多草稿紙,應該是卡住了吧」。
徐辰說,「最後一題確實有點難,我花了快40分鐘才寫完。」
「寫完?也就是說,你做出來了?!」張浩吃驚。
李帆則是不太相信地看著他,問道:「你知道【洛瓦茲區域性引理】?你不是三天前才學的數學競賽知識嘛,這個知識點算是超綱了,你怎麼會知道。」
徐辰說「我這不知道哪個什麼【洛瓦茲區域性引理】,我就是用原始的方法,硬算的」,徐辰實話實說,「過程有點繁瑣,草稿紙都用了五六張。」
「噗——」
李帆像聽到了本世紀最好笑的笑話,誇張地大笑起來:「硬算?徐辰,你開什麼玩笑!那道題的計算量,你用手硬算?不可能,絕對不可能!」
徐辰看著他的模樣,隻是笑了笑,冇有再解釋。
有些事情,說再多也冇用。等結果出來,自然就不得不信。