将标有数字1到10的十张扑克牌平均分给汤姆和杰瑞,每人各5张.假定汤姆理牌的顺序是从小到大,而杰瑞的理牌顺序恰好相反.然后两人按顺序出5轮牌,记录每一轮双方出牌的数字之差(用大的减去小的),你会发现无论最开始如何分配扑克牌,最后这5个差之和始终为定值25.这是为什么呢?
事实上,我们只需要证明那些在每一轮比较大小时胜出的数都是不小于6的即可.
如图,假设A<B<C<D<E,F>G>H>I>J.随便拿个数做例子,比如H.
若H>C,那么就有A<B<C<H,且J<I<H,于是H至少比5个数大,因此H不小于6.
于是无论初始的时候扑克牌如何分配,最终这些差之和一定为\[(6+7+8+9+10)-(1+2+3+4+5)=25.\]
这个结论还可以推广到\(2n\)个数的情形,此时\(n\)个差的和一定为\(n^2\).