在正 $2018$ 边形的每两个顶点之间均连一条线段,并把每条线段染成红色或蓝色.求此图形中三边颜色都相同的三角形的最小个数.
答案 $2\mathop{\rm C}\nolimits_{1009}^3$.
解析 设正 $2018$ 边形的顶点为 $A_i$($i=1,2,\cdots,2018$),$N$ 是此图形中三边颜色都相同的三角形数目,$M$ 是此图形中三边颜色不全相等的三角形数目,则\[M+N=\mathop{\rm C}\nolimits_{2018}^3,\]设 $x_i$ 是以顶点 $A_i$ 为端点的红色线段数目,则有\[ 2M=\displaystyle\sum_{i=1}^{2018}x_i(2017-x_i)\leqslant 2018\cdot 1008\cdot 1009,\]从而\[N\geqslant \mathop{\rm C}\nolimits_{2018}^3-1008\cdot 1009^2=2\mathop{\rm C}\nolimits_{1009}^3.\]另一方面,$N=2\mathop{\rm C}\nolimits_{1008}^3$ 是可以取得的.对于线段 $A_iA_j$,若 $|A_iA_j|$ 不超过 $A_1A_{505}$,则将其染成红色,否则将其染成蓝色.此时 $x_i=1008$($i=1,2,\cdots,2018$),因此有 $N=2\mathop{\rm C}\nolimits_{1008}^3$.
备注 如图为正 $12$ 边形的染色方案.