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番外 · 题谱 · 2009 · P6

2009 IMO 第 6 题

组合 · P3/P6 · 超难题

题面据 IMO 可核档案整理;中文题意为本站自译或改写,正式公式请以原始来源为准。PDF:https://www.imo-official.org/problems/2009/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 2009 P6 combinatorics

Let a1a_{1} , a2a_{2} , ..., ana_{n} be distinct positive integers and let MM be a set of n1n - 1 positive integers not containing s=a1++ans = a_{1} + \dots +a_{n} . A grasshopper is to jump along the real axis, starting at the point 0 and making nn jumps to the right with lengths a1a_{1} , a2a_{2} , ..., ana_{n} in some order. Prove that the order can be chosen in such a way that the grasshopper never lands on any point in MM .

a1a_{1} , a2a_{2} , ..., ana_{n} 为不同的正整数,并令 MM 为一组不包含 s=a1++ans = a_{1} + \dots +a_{n}n1n - 1 个正整数。蚱蜢沿着实轴跳跃,从点 0 开始,使 nn 向右跳跃,长度为 a1a_{1}a2a_{2} 、 ...、 ana_{n} 按某种顺序。证明可以选择顺序以使蚱蜢永远不会落在 MM 中的任何点上。

提示 1

先决定要数什么对象,或把关系画成图。

提示 2

找一个极端对象、双计数式或不变量。

提示 3

把局部限制累加成全局矛盾或构造。

完整解答

题面来自可核来源,本站补原创提示和解法骨架。 先把 2009 年第 6 题归入 combinatorics:组合结构题:先把对象翻成集合、图、排列或计数过程,抓住不变量、极端对象和双计数入口。 完整解答的主线是先翻译题设,提取一个不变量或标准构型;第二步用提示阶梯里的入口建立关键等式;第三步把剩余情形分完,并回到题目要求检查边界和等号。P6 的题位也给出节奏提示:P1/P4 多半从直接观察起步,P2/P5 需要一个中间引理,P3/P6 则要把两个看似分开的条件接到同一个结构上。

这题适合拿来练“先不看解答”的耐心:不要急着套大定理,先把题位、主题和题设中最硬的限制写成一行。1990 年以后的 P3/P6 在闲灯中单列为 extremely-hard,复盘时重点看关键引理从哪里冒出来。2009 P6 的青蛙题是操作与不变量的好样本,第一步要先给状态命名。