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番外 · 闲灯 / 中国数学奥林匹克 / P1 · number-theory

1999 CMO 第 1 题

题面据中国数学奥林匹克 / AoPS 可核档案整理;中文题意为本站自译,英文行为来源英译摘要,公式请以原始来源为准。

CMO 1999 P1 number-theory

A 4×4×44\times4\times4 cube is composed of 6464 unit cubes. The faces of 1616 unit cubes are to be coloured red. A colouring is called interesting if there is exactly 11 red unit cube in every 1×1×41\times1\times 4 rectangular box composed of 44 unit cubes. Determine the number of interesting colourings.

一个 4×4×44\times4\times4 立方体由 6464 单位立方体组成。 16 美元单位立方体的面应涂成红色。如果每个由 44 单位立方体组成的 1×1×41\times1\times 4 矩形框中恰好有 11 红色单位立方体,则该着色被称为有趣。确定有趣的颜色的数量。

提示 1

先看模小素数、最大公因数或整除链。

提示 2

把整数条件转成同余方程或 p 进指数比较。

提示 3

若要存在性,用构造;若要唯一性,用最小反例或下降。

完整解答

题面已直接收录。先把 1999 年 CMO 第 1 题的条件整理成对象、关系、目标三部分;再沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;最后补齐边界情形,并回到原题要求核对。