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番外 · 题谱 · 2008 · P12

2008 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 2008 C5 combinatorics

Let S={x1,x2,,xk+}S=\left\{x_{1}, x_{2}, \ldots, x_{k+\ell}\right\} be a (k+)(k+\ell)-element set of real numbers contained in the interval [0,1];k[0,1] ; k and \ell are positive integers. A kk-element subset ASA \subset S is called nice if 1kxiAxi1xjS\Axjk+2k.\left|\frac{1}{k} \sum_{x_{i} \in A} x_{i}-\frac{1}{\ell} \sum_{x_{j} \in S \backslash A} x_{j}\right| \leq \frac{k+\ell}{2 k \ell} . Prove that the number of nice subsets is at least 2k+(k+k)\frac{2}{k+\ell}\left(\begin{array}{c}k+\ell \\ k\end{array}\right).

S={x1,x2,,xk+}S=\left\{x_{1}, x_{2}, \ldots, x_{k+\ell}\right\} 为区间 [0,1]中包含的[0,1] 中包含的(k+\ell)实数元素集;k实数元素集; k\ell 是正整数。如果 $$ \left|\frac{1}{k} \sum_{x_{i} \in A} x_{i}-\frac{1}{\ell} \sum_{x_{j} \in S \backslash A} x_{j}\right| kk 元素子集 ASA \subset S 被称为良好。 \leq \frac{k+\ell}{2 k \ell} 。 $$证明好子集的数量至少为2k+(k+k)\frac{2}{k+\ell}\left(\begin{array}{c}k+\ell \\ k\end{array}\right)

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 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?