灯下 登录
番外 · 闲灯 / 亚太数学奥林匹克 / P4 · combinatorics

1990 APMO 第 4 题

题面据 APMO 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。

APMO 1990 P4 combinatorics

A set of 1990 persons is divided into non-intersecting subsets in such a way that
(a) no one in a subset knows all the others in the subset;
(b) among any three persons in a subset, there are always at least two who do not know each other; and
(c) for any two persons in a subset who do not know each other, there is exactly one person in the same subset knowing both of them.
(i) Prove that within each subset, every person has the same number of acquaintances.
(ii) Determine the maximum possible number of subsets.

Note: it is understood that if a person AA knows person BB, then person BB will know person AA; an acquaintance is someone who is known. Every person is assumed to know one's self.

一组 1990 个人被分成不相交的子集,方式如下:

(a) 子集中没有人知道子集中的所有其他人;

(b) 在一个子集中的任意三个人中,总是至少有两个人彼此不认识;和

(c) 对于子集中任意两个彼此不认识的人,同一子集中恰好有一个人认识他们两个。

(i) 证明在每个子集中,每个人都有相同数量的熟人。

(ii) 确定子集的最大可能数量。

注意:可以理解,如果一个人AA认识一个人BB,那么这个人BB就会认识一个人AA;熟人是认识的人。每个人都被认为了解自己。

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。1990 年 APMO 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?