2011 국제수학올림피아드 Short List C6

양의 정수 $n$이 주어져있다. 어떤 $W=\ldots x_{-1}x_0x_1x_2\ldots$가 글자 $a$와 $b$로 구성된 양방향으로 무한한 길이로 특정 마디가 반복되어 나타나는 나열이라고 하자. 그 최소 주기의 길이 $N$이 $2^n$보다 크다고 하자. 어떤 $k\le \ell$을 뽑아서 $W$에서 만들어낸 유한한 길이의 단어 $U=x_k x_{k+1}\cdots x_\ell$로 나타나는 경우, 이 $U$가 $W$에 나타난다고 표현하자. 어떤 단어 $U$에 대해 $Ua$, $Ub$, $aU$, $bU$가 모두 $W$에 나타날 때 이 단어를 좋은 단어라 하자. 이때 $W$에는 좋은 단어가 적어도 $n$개 이상 존재함을 증명하라.
(출처)

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