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番外 · 题谱 · 2010 · P11

2010 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 2010 C3 combinatorics

2500 chess kings have to be placed on a 100×100100 \times 100 chessboard so that (i) no king can capture any other one (i.e. no two kings are placed in two squares sharing a common vertex); (ii) each row and each column contains exactly 25 kings. Find the number of such arrangements. (Two arrangements differing by rotation or symmetry are supposed to be different.) (Russia) Answer. There are two such arrangements.

必须将 2500 个国际象棋国王放置在 100×100100 × 100 的棋盘上,以便 (i) 没有国王可以捕获任何其他国王(即没有两个国王被放置在共享公共顶点的两个方格中); (ii) 每行每列恰好包含 25 个国王。求这种排列的数量。 (旋转或对称性不同的两种排列应该是不同的。)(俄罗斯)答案。这样的安排有两种。

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。2010 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?