这是本文档旧的修订版!
要求给 $n$ 位二进制数染上黑白两色,使得黑白两色的二进制数个数不相等。同时每个二进制数向其他只有一位与自身不同的二进制数连边。
要求与每个二进制数相邻的同色二进制数不超过 $m=\lceil\sqrt n\rceil$。
将二进制数写成一个 $\lceil\frac nm\rceil\times m$ 的矩阵,最后一行不足的位置补 $1$,然后将二进制数分为四类:
$A.$ 有奇数个 $1$,至少存在一行全为 $1$
$B.$ 有偶数个 $1$,不存在一行全为 $1$
$C.$ 有奇数个 $1$,不存在一行全为 $1$
$D.$ 有偶数个 $1$,至少存在一行全为 $1$
$A,B$ 染白色,$C,D$ 染黑色。下面证明方案合法:
只考虑白色的合法性,黑色的合法性是对称的。
首先 $A$,$B$ 内部不连边,因为内部 $1$ 奇偶性相同所有至少有两个位置不同。
只有仅一行全 $1$ 的 $A$ 才能和 $B$ 连边,否则至少有两个位置不同。
对于 $A$ 仅一行全 $1$ 的数 $u$,为了和 $B$ 中的数 $v$ 连边,需要 $v$ 其他行与 $u$ 完全相同,然后 $v$ 在 $u$ 的全 $1$ 行只有一个位置是 $0$。
由于一行只有 $m$ 个数,于是这样的 $v$ 最多只有 $m$ 个。
对与 $B$ 中的每个数 $u$,为了和 $A$ 中的数 $v$ 连边,需要 $v$ 其他行与 $u$ 完全相同,然后仅某一行是全 $1$ 行。
由于只有 $\lceil\frac nm\rceil$ 行,因此这样的 $v$ 最多只有 $\lceil\frac nm\rceil\le m$ 个。
最后有 $A+C=B+D=2^{n-1},B+C=(2^m-1)^{\lceil\frac nm\rceil}$,于是 $A+B,C+D$ 都是奇数。
由于 $4\mid A+B+C+D$,于是 $A+B\neq C+D$。