18分不可能
首先将所有点编号为(a、b)的形式。由于在点为(1、1)、(1、4)、(4、1)、(4、4)时该点有且仅有三条直线,在点为其他位置时,有且仅有四条直线。假设从一点的所有直线上的点都是偶数,那么将此点在每条直线得分记为0.5,易知最终结果为整数。设在4顶点的棋子为X个,在其余位置的为Y个,有总分T=3*X*0.5+4*Y*0.5,只有在X=0、2、4时T才为整数,此时才有可能有18分
1、X=0
由于点(2、2)、(2、3)、(3、2)、(3、3)总共只有4个,那么在某条边线上的点就必有棋子。由对称性,假设点(1、2)上有棋子
由于点(1、1)、(1、4)上肯定为空,所以易知点(1、3)、(2、1)上必有棋子。同理得点(1、2)、(1、3)、(2、1)、(2、4)、(3、1)、(3、4)、(4、2)、(4、3)上必须有棋子,此时已经排列8个,那么在剩下的点(2、2)、(2、3)、(3、2)、(3、3)中取两点的图形为
图A
0**0
****
*00*
0**0
图B
0**0
**0*
*0**
0**0
其他所有图形都可以从图A、B旋转变化得到,而图A、B都不可能是18分
所以当X=0时不可能
2、X=4
同上,不可能为18分
3、X=2
假设所有直线上有且只有2点,则总直线T=(3*2+4*8)/2=19>18,不可能
假设所有直线上有且只有一条上有4点,其他都是2点,则总直线T=(3*2+4*8-4)/2+1=18(情况1)
假设所有直线上有且只有两条上有4点,其他都是2点,则总直线T=(3*2+4*8-4*2)/2+2=17(情况2)
假设所有直线上有且只有三条上有4点,其他都是2点,则总直线T=(3*2+4*8-4*3)/2+3=16(情况3)
假设所有直线上有三条以上有4点,易知不可能有该图案。
在情况1时,因为总共就18条直线,所以易知点:
(1、2)、(1、3)、(2、1)、(2、4)、(3、1)、(3、4)、(4、2)、(4、3)上必须有棋子,此时已经排列8个,那么在剩下的点(1、1)、(1、4)、(4、1)、(4、4)中取两点的图形同X=0时图形的考虑,知不可能
在情况2时,又分两种情况:
⑴除开两顶点的8个点组成2条有4个点的直线,由旋转对称性,假设图形是
0000
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0000
在此图形的任意两顶点不为0是的图形就两种,易知每种都不可能
⑵两顶点组成的直线有4个点,另外还有一条直线有4个点
假设①两顶点为(1、1)、(1、4),则此时点(1、2)、(1、3)上不为空
由于点(1、2)不为空,所以点(2、1)必不为空,此时点(3、1)必为空(如(3、1)不为空,则(4、1)也不为空,矛盾),那么(4、2)也为空
在点(1、3)不为空时,同上知(3、4)、(4、3)为空
所以此时共有点(3、1)、(3、4)(4、1)、(4、2)、(4、3)、(4、4)为空,正好有6点为空,所以图形是
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0**0
0000
易知此时不是18分
②当两顶点为(1、1)、(4、4)时,则点(2、2)、(3、3)不为空
由对称性假设点(1、3)不为空,则点(1、2)为空
且点(3、1)为空→点(2、1)不为空→点(1、2)不为空。矛盾
于是有点(1、3)、(3、1)都必须为空,但城市由于有点(2、2),所以点(1、3)、(3、1)中必须有一个不为空,矛盾。
所以也不可能。
在情况3时,排除2顶点的8个点就必须至少要组成两条直线,此时每条直线上都有4个点,所以由对称旋转性容知此8个点的排列为唯一的,然后加上两顶点为3直线,此时每条直线上都有4个点的情况也是唯一的,图形为
*000
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000*
易知不可能为18分
综上所述,所以18分不可能。