灯下 登录
番外 · 闲灯 / 中国数学奥林匹克 / P5 · number-theory

2023 CMO 第 5 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 2023 P5 number-theory

There are n(n8)n(n\ge 8) airports, some of which have one-way direct routes between them. For any two airports aa and bb , there is at most one one-way direct route from aa to bb (there may be both one-way direct routes from aa to bb and from bb to aa ). For any set AA composed of airports (1An1)(1\le | A| \le n-1) , there are at least 4min{A,nA}4\cdot \min \{|A|,n-|A| \} one-way direct routes from the airport in AA to the airport not in AA .

Prove that: For any airport xx , we can start from xx and return to the airport by no more than 2n\sqrt{2n} one-way direct routes.

n(n8)n(n\ge 8) 个机场,其中一些机场之间有单程直达航线。对于任意两个机场 aabb ,最多有一条从 aabb 的单向直达航线(可能同时存在从 aabb 和从 bbaa 的单向直达航线)。对于任何由机场 (1An1)(1\le | A| \le n-1) 组成的集合 AA ,至少有 4min{A,nA}4\cdot \min \{|A|,n-|A| \}AA 机场到非 AA 机场的单程直达路线。

证明:对于任意机场 xx ,我们可以从 xx 出发,通过不超过 2n\sqrt{2n} 的单向直达路线返回机场。

提示 1

先说出现象:哪些量会变,哪些约束不会变。

提示 2

找守恒量、相似关系、平衡条件或不变量,不急着代公式。

提示 3

把物理图景或谜题结构翻成一个最小方程组,再处理边界情况。

完整解答

题面已直接收录。先把 2023 年 CMO 第 5 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。

这类题最怕一上来套公式。先把图景或语言条件说清楚,答案通常会少绕很多路。