2024年10月北京人大附中高三月考数学试卷 #21
已知集合\[\Omega_n=\left\{X\mid X=\left(x_1,x_2,\cdots,x_n\right),x_i\in\{0,1\},i=1,2,\cdots,n\right\},\]对于任意 $X\in\Omega_n$,
操作一:选择 $X$ 中某个位置(某两个数之间或第一个数之前或最后一个数之后),插入连续 $k$ 个 $1$ 或连续 $k$ 个 $0$,得到 $Y\in\Omega_{n+k}$($k\geqslant 1$);
操作二:删去 $X$ 中连续 $k$ 个 $1$ 或连续 $k$ 个 $0$,得到 $Y\in\Omega_{n-k}$($1\leqslant k\leqslant n-1$);
进行 $1$ 次操作一或者操作二均称为 $1$ 次变换,在第 $n$ 次($n\in\mathbb N^{\ast}$)变换的结果上再进行 $1$ 次变换称为第 $n+1$ 次变换.
1、若对 $X=(0,1,0)$ 进行两次变换,依次得到 $Y\in\Omega_4$,$Z\in\Omega_2$.直接写出 $Y$ 和 $Z$ 的所有可能情况.
2、对于 $X=\underbrace{(0,0,\cdots,0)\in\Omega_{100}}_{100~\text{个}~0}$ 和 $Y=\underbrace{(0,1,0,1,\cdots,0,1)\in\Omega_{100}}_{50~\text{组}~0,1}$ 至少要对 $X$ 进行多少次变换才能得到 $Y$?说明理由.
3、证明:对任意 $X,Y\in\Omega_{2 n}$,总能对 $X$ 进行不超过 $n+1$ 次变换得到 $Y$.
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