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番外 · 题谱 · 2013 · P14

2013 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 2013 C8 combinatorics

Players AA and BB play a paintful game on the real line. Player AA has a pot of paint with four units of black ink. A quantity pp of this ink suffices to blacken a (closed) real interval of length pp. In every round, player AA picks some positive integer mm and provides 1/2m1 / 2^{m} units of ink from the pot. Player BB then picks an integer kk and blackens the interval from k/2mk / 2^{m} to (k+1)/2m(k+1) / 2^{m} (some parts of this interval may have been blackened before). The goal of player AA is to reach a situation where the pot is empty and the interval [0,1][0,1] is not completely blackened. Decide whether there exists a strategy for player AA to win in a finite number of moves. (Austria)

玩家AABB在实线上玩一场彩绘游戏。玩家AA有一罐含有四个单位黑色墨水的油漆。这种墨水的数量 pp 足以使长度为 pp 的(闭合)实区间变黑。在每一轮中,玩家 AA 选择一些正整数 mm 并从罐中提供 1/2m1 / 2^{m} 单位的墨水。然后玩家BB选择一个整数kk并将区间从k/2mk / 2^{m}变黑到(k+1)/2m(k+1) / 2^{m}(这个区间的某些部分可能之前已经被变黑了)。玩家AA的目标是达到锅为空并且区间[0,1][0,1]没有完全变黑的情况。决定是否存在让玩家 AA 在有限步数内获胜的策略。 (奥地利)

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。2013 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?