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 a positive integer. Suppose that children are arranged in a circle, and coins are distributed between them (some children may have no coins). At every step, a child with at least 2 coins may give 1 coin to each of their immediate neighbours on the right and left. Determine all initial distributions of coins from which it is possible that, after a finite number of steps, each child has exactly one coin.
设为正整数。假设个孩子排成一圈,他们之间分配了个硬币(有些孩子可能没有硬币)。每走一步,拥有至少 2 个硬币的孩子可以给左右两侧的每个近邻各 1 个硬币。确定硬币的所有初始分布,在有限步数之后,每个孩子可能恰好拥有一枚硬币。
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。2022 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?