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番外 · 题谱 · 1998 · P1

1998 APMO 第 1 题

组合 · P1/P4 · 起手题

题面据 APMO 可核档案整理;中文题意为本站自译,公式请以原始来源为准。

APMO 1998 P1 combinatorics

Let FF be the set of all nn -tuples (A1,,An)(A_1, \ldots, A_n) such that each AiA_{i} is a subset of {1,2,,1998}\{1, 2, \ldots, 1998\} . Let A|A| denote the number of elements of the set AA . Find

(A1,,An)FA1A2An\sum_{(A_1, \ldots, A_n)\in F} |A_1\cup A_2\cup \cdots \cup A_n|

FF 为所有 nn 元组 (A1,,An)(A_1, \ldots, A_n) 的集合,使得每个 AiA_{i} 都是 {1,2,,1998}\{1, 2, \ldots, 1998\} 的子集。令 A|A| 表示集合 AA 的元素数量。查找

(A1,,An)FA1A2An\sum_{(A_1, \ldots, A_n)\in F} |A_1\cup A_2\cup \cdots \cup A_n|

提示 1

先决定对象是什么:集合、图、排列、颜色、路径,还是一次操作后的状态。

提示 2

找一个极端对象、双计数式、不变量,或把限制转成图上的局部条件。

提示 3

把局部限制累加成全局矛盾,或给出覆盖全部情形的构造。

完整解答

这页先给题面、题型和提示阶梯,完整证明留给读者逐步展开。1998 年 APMO P1 可先归入组合:第一步把题设翻成对象、条件、目标三行;第二步沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;第三步补齐边界情形,并回到题目原要求核对。

这题适合先独立想一轮再打开提示。不要急着搜索完整解答,先问自己:题面里最硬的限制是哪一句?