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番外 · 题谱 · 2008 · P10

2008 IMO Shortlist C3

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 2008 C3 combinatorics

In the coordinate plane consider the set SS of all points with integer coordinates. For a positive integer kk, two distinct points A,BSA, B \in S will be called kk-friends if there is a point CSC \in S such that the area of the triangle ABCA B C is equal to kk. A set TST \subset S will be called a kk-clique if every two points in TT are kk-friends. Find the least positive integer kk for which there exists a kk-clique with more than 200 elements.

在坐标平面中考虑所有具有整数坐标的点的集合SS。对于正整数 kk,如果 S中存在一个点中存在一个点C,使得三角形 ABCA B C 的面积等于 kk,则 S中的两个不同的点中的两个不同的点A、B 将称为 kk 友元。如果 TT 中的每两个点都是 kk-friends,则集合 TST \subset S 将被称为 kk-clique。找到存在超过 200 个元素的 kk 派的最小正整数 kk

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。2008 年 IMO Shortlist C3 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?