Feladat: N.157 Korcsoport: 18- Nehézségi fok: nehéz
Megoldó(k):  Bérczi Gergely ,  Gerbicz Róbert ,  Juhász András ,  Kun Gábor ,  Lippner Gábor ,  Lukács László ,  Végh A. László 
Füzet: 1998/április, 230 - 231. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Algoritmikus eljárások, Konstruktív megoldási módszer, Nehéz feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1997/december: N.157

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Mutatunk egy olyan algoritmust, amely 2n-1 összehasonlítással biztosan eldönti a kérdést, és mutatunk egy olyan kitöltést is, amikor 2n-2 összehasonlítás biztosan nem elég.
Hasonlítsuk össze az a számot a tábázat jobb felső sarkában álló elemmel. Ha ez az elem éppen a, akkor a kérdés máris eldőlt. Ha az elem nagyobb, mint a, akkor a monotonitás miatt az első sorban mindegyik elem nagyobb, mint a; ha a jobb felső sarokban álló elem kisebb a-nál, akkor pedig az utolsó oszlop mindegyik eleme kisebb a-nál. Hagyjuk el a táblázatból az előbbi esetben az első sort, az utóbbi esetben az utolsó oszlopot (amelyben a biztosan nem szerepel), és vizsgáljuk a maradék táblázatot. Ezt az eljárast ismételgetve, azaz a-t mindig a megmaradt táblázat első sorának utolsó elemével össehasonlítva, legfeljebb 2n-1 lépés után vagy megtaláljuk a-t a táblázatban, vagy pedig elhagyjuk az összes oszlopot vagy az összes sort. Ez a módszer tehát legfeljebb 2n-1 lépésben biztosan célra vezet.
Most töltsük ki a táblázatot a következőképpen: a bal alsó és a jobb felső sarkot összekötő átlóba írjunk mindenhova 3-at, a közvetlenül ezek alatt levő mezőkbe 1-et. Az átló fölötti mezőkbe írjunk mindenhova 4-et, a megmaradt mezőkbe pedig 0-t. Végül válasszuk a-t 2-nek.

 
  4    4    4   ...   4    3    4    4    4   ...   3    1    4    4    3   ...   1    0                4    3    1   ...   0    0    3    1    0   ...   0    0  
 

Tegyük fel, hogy valaki összehasonlította az a=2 számot a táblázat 2n-2 elemével. Az összesen 2n-1 darab 3-as és 1-es között van legalább egy, amelyet nem hasonlított össze a 2-vel.
Ha ezt az elemet 2-nek választottuk volna, akkor az összehasonlítások eredménye mind ugyanaz lett volna. A 2n-2 összehasonlításból tehát nem derülhet ki egyértelműen, hogy a 2 nem szerepel a táblázatban.