Los números naturales desde $1$ hasta $300$ inclusive se ubican alrededor de una circunferencia. Decimos que un tal ordenamiento es alternado si cada número es menor que sus dos vecinos o es mayor que sus dos vecinos. A un par de números vecinos lo llamaremos par bueno si al quitar ese par de la circunferencia, los restantes números forman un ordenamiento alternado.
Determinar la menor cantidad posible de pares buenos que puede haber un ordenamiento alternado de los números del $1$ al $300$ inclusive.
Veamos que cada número aparece en al menos un par bueno.
Supongamos que un número $c$ no pertenece a ningún par bueno. Si $a, b, c, d, e$ son $5$ números consecutivos.
Si $a<b, b>c, c<d, d>e$, como $(b;c)$ no es bueno tenemos que $a>d\Rightarrow b>a>d>e\Rightarrow (c;d)$ es bueno.
Si $a>b, b<c, c>d, d<e$, como $(b;c)$ no es bueno tenemos que $a<d\Rightarrow b<a<d<e\Rightarrow (c;d)$ es bueno.
Ahora veamos que hay al menos un número que aparece en dos pares buenos, para eso consideramos los $6$ números consecutivos $a, b, c, 1, d, e, f$.
Tenemos que $a>b, b<c, c>1, 1<d, d>e, e<f$ ya que el $1$ es el más chico y por la misma razón $1<a$ y $1<f$ por lo que los pares $(b;c)$ y $(d;e)$ son buenos pero por lo que dedujimos antes $1$ tiene que estar en al menos un par bueno, por lo que alguno entre $c$ y $d$ pertenece a dos pares buenos.
Tenemos que el mínimo de pares buenos que puede haber es $\frac{300+1}{2}$ pero como la cantidad de pares buenos es entera tienen que haber al menos $151$ pares buenos.
Un ejemplo con $151$ pares buenos es ubicar los $300$ números de forma consecutiva y cambiar de lugar los de la forma $2k$ con los de la forma $2k+1$ (el $1$ y el $300$ se quedan como estan).
Para comprobar que anda veamos que cada número esta en exactamente un par bueno excepto por $3$ y $298$.
Los pares $(1;3), (3;2), (299;298), (298;300)$ son buenos y $(300;1), (2;5), (296;299)$ no lo son por lo que $3$ y $298$ están en dos pares buenos y $1, 2, 299, 300$ están en un solo par bueno.
Veamos que los de la forma $2k$ con $1<k<149$ están en exactamente un par bueno, los números cercanos están ubicados de la siguiente forma.
$2k-2, 2k+1, 2k, 2k+3, 2k+2$
$(2k+1;2k)$ es bueno pero $(2k;2k+3)$ no.
Veamos que los de la forma $2k+1$ con $1<k<149$ están en exactamente un par bueno, los números cercanos están ubicados de la siguiente forma.