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番外 · 题谱 · 2007 · P12

2007 IMO Shortlist C5

组合 · P3/P6 · 压轴题

题面据 IMO Shortlist 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。

IMO Shortlist 2007 C5 combinatorics

In the Cartesian coordinate plane define the strip Sn={(x,y)nx<n+1}S_{n}=\{(x, y) \mid n \leq x<n+1\} for every integer nn. Assume that each strip SnS_{n} is colored either red or blue, and let aa and bb be two distinct positive integers. Prove that there exists a rectangle with side lengths aa and bb such that its vertices have the same color. (Romania)

在笛卡尔坐标平面中,为每个整数 nn 定义条带 Sn={(x,y)nx<n+1}S_{n}=\{(x, y) \mid n \leq x<n+1\}。假设每个条带 SnS_{n} 的颜色为红色或蓝色,并令 aabb 为两个不同的正整数。证明存在一个边长为 aabb 的矩形,且其顶点颜色相同。 (罗马尼亚)

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 IMO Shortlist C5 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?