在數學或是計算機科學中,有什麼優美的結論會有一些小的特例不滿足?

以前看到過某問題的一個優美的結論,但是這個結論在n=5還是6的時候是不對的。

於是來請教知乎的大神們還有哪些這樣的例子。

UPD:感覺有些回答偏離了我的意思。

我找了很久總算找到了以前看到的那個問題「求一個N個節點的AVL葉子節點最大深度差」。

如果計算「最大深度差為X的最小的N」,那麼隨著X=0,1,2,3,4……N=1,4,12,33......

而且十分優美地是:這個數列通項正好是Fib[2*n]-1 !

可惜的是,N=6的時候不滿足以上的結論。理論上此時AVL最大深度差是1,但是其實是0!

UPD2:題主在寫這個問題的時候,其實還期望反例不要是最小的幾個值。如果在一個結論在「中間」的一個地方有特例,而對於「兩側」都是成立的,感覺更加的神奇。


最近又看到一個十分有趣的問題:

對於一個字符集為2的長度為N的字元串S,設函數F(S)為最小的正整數x,滿足可以將S劃成x段,每一段都是迴文串。現在設G(N)表示長度為N的所有字元串S里,F(S)最大的那個串的F(S)。

然後這個G(N)是滿足公式:G(N)=lfloor frac{N}{6}  
floor+lfloor frac{N+4}{6}  
floor+1

可惜當且僅當n=11的時候,G(N)不滿足要求,它的值是5

OEIS網址:A090701 - OEIS


很簡單的例子:

Automorphisms of the symmetric and alternating groups

除了n=2,6之外,對稱群的自同構群Aut(S_n)=S_n

簡直就是逼死強迫症,現實中東西擺歪了你還能用手去調,數學的結論永遠讓你不舒服


最近在研究這個問題(各項均為正整數、公差不為0的有限長等差數列,各項的倒數和是否一定不是整數? - 初等數論)時遇到的:

設一個各項為正整數的等差數列有k(kge 3)項,首項為a,公差為d(d ge 2)且與a互質,則各項的最大質因數p大於k,唯一的例外是a=2,d=7,k=3時(數列為2, 9, 16,最大質因數為3)。

參考:Shorey, T. N., and R. Tijdeman. "On the greatest prime factor of an arithmetical progression." A Tribute to Paul Erd?s (A. Baker, B. Bollobas, A. Hajnal, eds.) pp (1990): 385-389.


WC2017T1

每一個邊雙聯通分量在二分圖的時候可以產生所有偶置換,其餘情況都是全集

僅有一個(好像是一個記不清了)特例

反例被出題人加到了大部分數據中把寬哥哥卡爆了


1. 「所有的有限單群都屬於18個族之一」

不過那26個特例比18個無窮族更優美……

2. 組合設計理論上這種東西太多了:

"2-(v,5,2)設計存在當且僅當vequiv1,5pmod{10}, v
e 15"

"Steiner三元系的大集LSTS(v)存在當且僅當vequiv1,3pmod{6}, v
e 7"

3. 如果G是一個r正則,2-連通的圖且|VG|le 3r+1, 則G有Hamilton圈,除非G是Petersen圖


4k+2階的正交拉丁方。除了k=0和1以外都存在。

感覺這是Euler少數幾個猜錯了的結論之一,。


局部域上的一些結果:

在特徵不為2時,正交群、特殊正交群、酉群的表示都可以被全部構造出來。

給定任意reductive algebraic group,當特徵充分大時,其表示可以全部構造出。


嗯,UOJ上,你可以用n=2或者1的小數據Hack掉很多人,真的。


又想起了那個笑話:

一位數學家展示自己對於F2,F3,F4,F5,F7,F8,F9的研究成果。這時台下有人大聲質問他:「你為什麼不研究F6?」

(如不認同,請善用反對和沒有幫助功能,不必勞煩留言。若觀感過於不適則考慮刪評論)


mathbb{R}^n的微分結構,當n不等4的時候,只有一個。

唯一的反例是n=4,此時有無窮多個微分結構。


歐拉提出過一個猜想:四個五次方數的和一定不是五次方數。幾十年前找到了反例。


考慮求[1,n]中與n互質的數的和。(n為正整數)

如果(x,n)=1,那麼(n-x,n)=1,所以與n互質的數成對出現,所求的答案是frac{nvarphi(n)}{2}

但如果你把n=1代進去的話會發現不成立,這也是唯一不成立的情況。

UPD

又想起來一個東西。

varphi(n)gesqrt{n}對於一切不是2、6的正整數成立


圓上n個點,兩兩連線,最多能把圓劃分成多少塊?

在n=1~5時答案是1,2,4,8,16,但是n=6是答案是31而非32。

A000127 - OEIS

不知道是否符合題主的意思o(*≧▽≦)ツ


抽象代數課本告訴我們——

交錯群A_nngeq 5時是單群,這是人類最早認識的一類非交換有限單群。

如果光是這一句還看不出它為什麼優美的話,請看下一句——

這一事實也是Galois證明五次及五次以上一元代數方程不能用根式求解的基礎。

^_^


2-(3,v,1)設計有解的條件是v mod 6 =1,3

在循環群意義下僅當v=9無解

(似乎不是很優美


質數都是奇數,可惜2不滿足…


考慮mathbb{R}^{n+1}中的單位球面mathbb{S}^nngeq 2時,它的基本群是平凡群;n=1時,它的基本群是mathbb{Z}


想到了一個不是很切題的…

stirling公式 近似計算階乘。

在oj上遇到有些n!相關的題目的時候…往往在n<某個值的時候需要暴力求解…


所有的偶數都不是素數,2除外。


所有正n邊形都存在 除了1 2

所有正整數都有至少兩個因子 除了1


維爾斯特拉斯函數。


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