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。
Let be an integer. An integer is called -colourful if, given infinitely many marbles in each of colours , it is possible to place of them around a circle so that in any group of consecutive marbles there is at least one marble of colour for each . Prove that there are only finitely many positive integers which are not -colourful. Find the largest among them.
设 为整数。整数 称为 彩色弹珠,如果给定无限多个具有 颜色 每种颜色的弹珠,可以将 个弹珠放置在一个圆上,以便在任何一组 连续弹珠中,对于每个 ,至少有一个颜色为 的弹珠。证明只有有限多个非 色的正整数。找出其中最大的一个。
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。2021 年 IMO Shortlist C2 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?