ستاره‌بازی (۲۲ نمره)

به گراف ساده‌ای که دور نداشته باشد، جنگل می‌گوییم. هم‌چنین گراف ستاره، درختی است که در آن، یک رأس به همه‌ی رأس‌های دیگر یال داشته باشد.

برای هر عدد طبیعی $n$، مقدار $f(n)$ را کمترین عدد طبیعی $x$ ای تعریف می‌کنیم که بتوان یال‌های گراف کامل $n$ رأسی را به $x$ جنگل افراز کرد، طوری که هر کدام از این جنگل‌ها، اجتماع تعدادی ستاره باشند. برای مثال $f(6)=4$ است. مقدار $f(1402)$ را بیابید.

برای حل این سوال:

  • ابتدا باید مقدار $f(1402)$ را ارائه کنید. (۲ نمره)
  • سپس اگر پاسخ شما برابر $x$ است، باید نشان دهید که می‌توان یال‌های گراف کامل $1402$ رأسی را به $x$ جنگل با شرایط گفته شده افراز کرد. (۱۲ نمره، در صورت درستی $x$ و درستی روش ارائه شده)
  • در انتها اگر پاسخ شما برابر $x$ است، باید نشان دهید که نمی‌توان یال‌های گراف کامل $1402$ رأسی را به $x-1$ جنگل با شرایط گفته شده افراز کرد. (۸ نمره، در صورت درستی $x$ و درستی اثبات ارائه شده)