谜题 IBM-276
约瑟夫转盘中永远得不到的奖品集合
IBM Research · Ponder This · 2021 年 4 月
IBM Ponder This #276 · 2021 年 4 月
转盘标有 1 至 n。玩家选一个固定步长 q,每次从当前位置沿顺时针数 q 个仍存在的数字,将到达数字删除。初始指针在 n 与 1 之间;删除 t 后,指针留在其左右邻居之间,剩余位置重新等距排列。结束时玩家得到全部未删除奖品。
例如 n=8 的转盘如下:

用 q=5 删除三次以后如下:

若一个 k 元子集无论选择什么 q,都不能在 n-k 次删除后恰好成为剩余集合,就称它不可赢得。n<9 时没有这样的集合;n=9 时有以下三个五元集合:
(1, 2, 5, 8, 9)
(2, 3, 4, 5, 8)
(2, 5, 6, 7, 8)
任务:找出一个 n,以及一个大小为 n-7 的不可赢得集合,即无论 q 如何,删除七次后都不可能恰好剩下它。
附加问题:找出需要删除多于七次的不可赢得集合。
解答
认真尝试后再打开待补充。