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番外 · 题谱 · 2007 · P15

2007 IMO Shortlist C8

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 C8 combinatorics

Given a convex nn-gon PP in the plane. For every three vertices of PP, consider the triangle determined by them. Call such a triangle good if all its sides are of unit length. Prove that there are not more than 23n\frac{2}{3} n good triangles. (Ukraine)

给定平面上的凸 nn-gon PP。对于 PP 的每三个顶点,考虑由它们确定的三角形。如果这样的三角形的所有边都是单位长度,则称该三角形为好三角形。证明好三角形不超过 23n\frac{2}{3} n 个。 (乌克兰)

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 C8 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?