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番外 · 题谱 · 2020 · P16

2020 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 2020 C8 combinatorics

Players AA and BB play a game on a blackboard that initially contains 2020 copies of the number 1. In every round, player AA erases two numbers xx and yy from the blackboard, and then player BB writes one of the numbers x+yx+y and xy|x-y| on the blackboard. The game terminates as soon as, at the end of some round, one of the following holds: (1) one of the numbers on the blackboard is larger than the sum of all other numbers; (2) there are only zeros on the blackboard. Player BB must then give as many cookies to player AA as there are numbers on the blackboard. Player AA wants to get as many cookies as possible, whereas player BB wants to give as few as possible. Determine the number of cookies that AA receives if both players play optimally.

玩家 AABB 在黑板上玩游戏,黑板上最初包含 2020 个数字 1。在每一轮中,玩家 AA 从黑板上擦掉两个数字 xxyy,然后玩家 BB 在黑板上写下数字 x+yx+yxy|x-y| 之一。在某一轮结束时,如果出现以下情况之一,则游戏终止: (1) 黑板上的一个数字大于所有其他数字的总和; (2) 黑板上只有零。然后,玩家 BB 必须向玩家 AA 提供与黑板上的数字一样多的饼干。玩家AA想要获得尽可能多的饼干,而玩家BB想要给予尽可能少的饼干。确定如果两个玩家都发挥最佳状态,AA 收到的 cookie 数量。

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。2020 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?