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番外 · 题谱 · 2016 · P12

2016 IMO Shortlist C4

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 2016 C4 combinatorics

Find all positive integers nn for which we can fill in the entries of an n×nn \times n table with the following properties: - each entry can be one of I,MI, M and OO; - in each row and each column, the letters I,MI, M and OO occur the same number of times; and - in any diagonal whose number of entries is a multiple of three, the letters I,MI, M and OO occur the same number of times. Answer. nn can be any multiple of 9 .

查找所有正整数 nn,我们可以将其填充到具有以下属性的 n×nn \times n 表的条目中: - 每个条目可以是 IMI、MOO 之一; - 在每一行和每一列中,字母IMI、MOO出现的次数相同; - 在任何条目数为三的倍数的对角线上,字母 IMI、MOO 出现的次数相同。回答。 nn 可以是 9 的任意倍数。

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。2016 年 IMO Shortlist C4 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?