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番外 · 题谱 · 2004 · P4

2004 USAMO 第 4 题

组合 · P1/P4 · 起手题

题面据 USAMO 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。

USAMO 2004 P4 combinatorics

Alice and Bob play a game on a 6 by 6 grid. On his or her turn, a player chooses a rational number not yet appearing on the grid and writes it in an empty square of the grid. Alice goes first and then the players alternate. When all squares have numbers written in them, in each row, the square with the greatest number is colored black. Alice wins if she can then draw a line from the top of the grid to the bottom of the grid that stays in black squares, and Bob wins if she can't. (If two squares share a vertex, Alice can draw a line from on to the other that stays in those two squares.) Find, with proof, a winning strategy for one of the players.

Alice 和 Bob 在 6 x 6 网格上玩游戏。在他或她的回合中,玩家选择一个尚未出现在网格上的有理数,并将其写在网格的空白方块中。爱丽丝先走,然后玩家轮流走。当所有方格都写有数字时,在每一行中,数字最大的方格被涂成黑色。如果爱丽丝能够从网格顶部到网格底部画一条保持在黑色方块中的线,则她获胜;如果她不能,则鲍勃获胜。 (如果两个方格共享一个顶点,爱丽丝可以在这两个方格中从一个到另一个方格画一条线。)通过证明,找到其中一个玩家的获胜策略。

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。2004 年 USAMO P4 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?