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番外 · 题谱 · 2018 · P8

2018 IMO Shortlist C1

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 2018 C1 combinatorics

Let n3n \geq 3 be an integer. Prove that there exists a set SS of 2n2 n positive integers satisfying the following property: For every m=2,3,,nm=2,3, \ldots, n the set SS can be partitioned into two subsets with equal sums of elements, with one of subsets of cardinality mm. (Iceland)

n3n \geq 3 为整数。证明存在一个由 2n2 n 个正整数组成的集合 SS,满足以下性质:对于每个 m=2,3,,nm=2,3, \ldots, n,集合 SS 可以划分为两个元素总和相等的子集,其中一个子集的基数为 mm。 (冰岛)

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。2018 年 IMO Shortlist C1 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?