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番外 · 题谱 · 2007 · P3

2007 APMO 第 3 题

组合 · P3/P6 · 压轴题

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 2007 P3 combinatorics

Consider nn disks C1,C2,,CnC_{1}, C_{2}, \ldots, C_{n} in a plane such that for each 1i<n1 \leq i<n, the center of CiC_{i} is on the circumference of Ci+1C_{i+1}, and the center of CnC_{n} is on the circumference of C1C_{1}. Define the score of such an arrangement of nn disks to be the number of pairs (i,j)(i, j) for which CiC_{i} properly contains CjC_{j}. Determine the maximum possible score.

考虑平面上的 nn 个圆盘 C1C2CnC_{1}、C_{2}、\ldots、C_{n},对于每个 1i<n1 \leq i<nCiC_{i} 的中心位于 Ci+1C_{i+1} 的圆周上,CnC_{n} 的中心位于 C1C_{1} 的圆周上。将 nn 个磁盘的这种排列的分数定义为 CiC_{i} 正确包含 CjC_{j} 的对 (i,j)(i, j) 的数量。确定可能的最大分数。

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。2007 年 APMO P3 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?