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趣味悬赏题:写数列游戏

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请你玩玩看如下的这个写数列游戏,游戏目标是写出尽可能长的数字序列。但要符合以下规则:

  1. 数列的第n项,最多有n位。

  2. 数列左边的项,不能“嵌入” 所有其右边的项。“嵌入”的定义如下:

有数字字符串a和b,b的长度大于等于字符a,且存在以下情况:可以从b中删除若干字符,留下与a相等长度的字符串,留下的字符前后位置关系保持不变,并记作b'。如果a比b'按位比较,每一位数字上,a的数字都小于等于b'上的数字,称a可以“嵌入”b。比如:

a=“2” 可以嵌入 b="3",其中取b'='3'

a=“321” 可以嵌入 b="13312",其中取b'='332'

a=“132” 不可以嵌入 b="2131",因为b中找不到符合要求的3个字符的子串。

以上是游戏的定义。当用n个数字玩以上游戏,可以写出的数列的最长长度,记作s(n)。

当用一个数字“1”玩这个游戏时:

第一项为:1,再也无法写出第二项。因此s(1)=1。

当用两个数字“1”和"2"玩这个游戏时:

第一项可以写“2”,第二项可以写“1”。如此再也无法写出第三项。但如果第二项写“11“,则还可以写第三项”1“。整个数列是:

2, 11, 1。

所以s(2)=3。

当用三个数字“1”,"2",“3”玩这个游戏时,游戏开始的情况可能是:

3, 22, 211, 1121, ......

有奖征答的题目是:

s(4) = ?

对第一个给出s(4)确切值的读者,大老李给予奖金人民币100元,2021年3月14日截止。请将答案,过程和程序(如果有)发送至电邮:

dalaoliliaoshuxue@gmail.com ("大老李聊数学"的拼音 at gmail.com)

扩展思考题:对任意大的n,s(n)是否总是有限的?

再扩展思考题:去掉游戏中的第一个条件,开始写下任意第一个数字之后,是否对任意大的n,s(n)是否总是有限的?

附记:出这道题主要是因为与下一期的音频节目内容有关,为鼓励大家思考和理解下一期音频内容,所以出此题。

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