PROBLEMA 2: La fiesta
ENUNCIADO
Ana celebra una fiesta en su casa por su cumpleaños. Ha invitado a algunos de sus amigos y les ha animado a que estos traigan más gente a la fiesta. Al final llegan todos a la fiesta y Ana les sorprende con una tremenda afirmación:
En esta fiesta hay al menos dos personas que conocen al mismo número de personas presentes en la fiesta.
¿Cómo ha llegado Ana a esta conclusión?
Supongamos que hay $n$ personas en la fiesta. Entonces cada una de esas personas puede conocer a $0,1, \ ..., n-1$ personas restantes que estén en la fiesta, por tanto hay $n$ posibles opciones para las $n$ personas totales. Sin embargo podemos considerar dos casos distintos.
Caso 1:
Si hubiera una persona que no conoce a nadie más en la fiesta, entonces nadie conocería a todo el mundo, pues a esa persona no la conocería nadie. Por tanto para las $n$ personas de la fiesta podría darse que conociesen a $0, 1, \ ..., n-2$ personas, es decir, $n-1$ posibles opciones. Ahora vamos a meter a la gente en cajas en función de a cuántas personas de la fiesta conozcan. Habrá como máximo $n-1$ cajas y $n$ personas, luego por el Principio del Palomar habrá al menos dos personas en la misma caja, es decir, habrá dos personas que conozcan al mismo número de personas en la fiesta.
Caso 2:
Si por el contrario no hubiera nadie que no conoce a nadie entonces las posibilidades para cualquiera de las $n$ personas serían conocer a $1,2,\ ..., n-1$ personas de la fiesta. Siguiendo el mismo razonamiento de antes, hay $n$ personas y para cada una de ellas hay $n-1$ opciones. Por tanto hay al menos dos personas que conocen al mismo número de personas en la fiesta.
Así es como Ana ha llegado a esa conclusión, y lo más importante de todo: ¡este razonamiento vale para cualquier fiesta!
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