请证明棋盘覆盖问题分治算法的正确性
时间: 2023-03-30 15:03:22 浏览: 159
棋盘覆盖问题分治算法的正确性可以通过数学归纳法来证明。首先,我们可以将棋盘分成四个大小相等的子棋盘,然后将L型骨牌放在其中一个子棋盘中心的方格上。接着,我们可以将问题转化为对剩余三个子棋盘的棋盘覆盖问题进行递归求解。由于每个子棋盘的大小都是原棋盘大小的1/2,因此递归求解的次数为log2n,其中n为原棋盘的大小。
在每一层递归中,我们都可以将棋盘分成四个大小相等的子棋盘,并将L型骨牌放在其中一个子棋盘中心的方格上。由于每个L型骨牌覆盖了一个黑色和一个白色的方格,因此每个子棋盘中心的方格必须是白色的。因此,我们可以将每个子棋盘中心的方格标记为白色,并将其余方格标记为黑色。这样,我们就可以将棋盘覆盖问题转化为对黑色方格的覆盖问题进行递归求解。
在递归求解的过程中,我们可以使用归纳法证明每个子棋盘都可以被完美地覆盖。首先,对于原棋盘的四个角落,它们都是黑色的,因此它们必须被覆盖。由于每个L型骨牌覆盖了一个黑色和一个白色的方格,因此我们可以将每个子棋盘中心的方格用一个L型骨牌覆盖,从而覆盖了四个角落。接着,我们可以使用归纳法假设每个大小为2k x 2k的子棋盘都可以被完美地覆盖,然后证明每个大小为2k+1 x 2k+1的子棋盘也可以被完美地覆盖。
对于一个大小为2k+1 x 2k+1的子棋盘,它可以被分成四个大小为2k x 2k的子棋盘和四个大小为2k x 1的矩形。由于每个矩形都包含一个黑色和一个白色的方格,因此它们必须被覆盖。由于每个大小为2k x 2k的子棋盘都可以被完美地覆盖,因此我们可以使用归纳假设将它们覆盖。接着,我们可以将四个L型骨牌放在四个大小为2k x 1的矩形中心的方格上,从而覆盖了整个子棋盘。
综上所述,棋盘覆盖问题分治算法的正确性可以通过数学归纳法来证明。
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