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番外 · 题谱 · 1995 · P6

1995 Putnam A6

组合 · P3/P6 · 压轴题

题面据 Putnam 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。 PDF:https://kskedlaya.org/putnam-archive/1995.pdf。

Putnam 1995 A6 combinatorics

Suppose that each of nn people writes down the numbers

1,2,3 in random order in one column of a 3×n3 \times n matrix, with

all orders equally likely and with the orders for different columns

independent of each other. Let the row sums a,b,ca,b,c of the resulting

matrix be rearranged (if necessary) so that abca \leq b \leq c. Show

that for some n1995n \geq 1995, it is at least four times as likely that

both b=a+1b=a+1 and c=a+2c=a+2 as that a=b=ca=b=c.

假设nn个人都写下数字

1,2,3 在 3×n3 \times n 矩阵的一列中以随机顺序排列,其中

所有订单的可能性相同,并且不同列的订单

彼此独立。令该行对结果的 a,b,ca,b,c 求和

重新排列矩阵(如有必要),使得 abca \leq b \leq c。显示

对于某些 n1995n \geq 1995,其可能性至少是其四倍

b=a+1b=a+1c=a+2c=a+2 都是 a=b=ca=b=c

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。1995 年 Putnam A6 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?