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。
AUT For any integer , we compute the integer by applying the following procedure to its decimal representation. Let be the rightmost digit of . (1) If , then the decimal representation of results from the decimal representation of by removing this rightmost digit 0 . (2) If we split the decimal representation of into a maximal right part that solely consists of digits not less than and into a left part that either is empty or ends with a digit strictly smaller than . Then the decimal representation of consists of the decimal representation of , followed by two copies of the decimal representation of . For instance, for the number , we will have and . Prove that, starting with an arbitrary integer , iterated application of produces the integer 1 after finitely many steps.
AUT 对于任何整数 ,我们通过将以下过程应用于其十进制表示来计算整数 。令 为 最右边的数字。 (1) 如果 ,则 的十进制表示形式是通过删除最右边的数字 0 从 的十进制表示形式得出的。 (2) 如果 ,我们将 的十进制表示形式拆分为仅由不小于 的数字组成的最大右侧部分 和左侧部分 ,该部分为空或以严格小于 的数字结尾。那么 的十进制表示形式由 的十进制表示形式组成,后跟 的十进制表示形式的两个副本。例如,对于数字 ,我们将有 和 。证明,从任意整数 开始,迭代应用 经过有限多个步骤后会产生整数 1。
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。2009 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?