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番外 · 题谱 · 2018 · P6

2018 USAMO 第 6 题

组合 · P3/P6 · 压轴题

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 2018 P6 combinatorics

Let ana_n be the number of permutations (x1,x2,,xn)(x_1, x_2, \dots, x_n) of the numbers (1,2,,n)(1,2,\dots, n) such that the nn ratios xkk\frac{x_k}{k} for 1kn1\le k\le n are all distinct. Prove that ana_n is odd for all n1.n\ge 1.

ana_n为数字(1,2,,n)(1,2,\dots, n)的排列数(x1,x2,,xn)(x_1, x_2, \dots, x_n),使得1kn1\le k\le nnn比率xkk\frac{x_k}{k}都是不同的。证明 ana_n 对于所有 n1.n\ge 1. 都是奇数

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。2018 年 USAMO P6 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?