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番外 · 闲灯 / 国际数学奥林匹克 / P4 · combinatorics

2011 IMO 第 4 题

题面据 IMO 可核档案整理;中文题意为本站自译或改写,正式公式请以原始来源为准。PDF:https://www.imo-official.org/problems/2011/eng.pdf。本站于 2026-05-13 将 IMO 题谱生成范围校验至 2025 年。

IMO 2011 P4 combinatorics

Let n>0n > 0 be an integer. We are given a balance and nn weights of weight 202^{0} , 212^{1} , ..., 2n12^{n - 1} . We are to place each of the nn weights on the balance, one after another, in such a way that the right pan is never heavier than the left pan. At each step we choose one of the weights that has not yet been placed on the balance, and place it on either the left pan or the right pan, until all of the weights have been placed. Determine the number of ways in which this can be done.

n>0n > 0 为整数。我们得到一个余额和 nn 个权重,权重为 202^{0}212^{1} 、...、 2n12^{n - 1} 。我们将每个 nn 砝码一个接一个地放在天平上,确保右盘永远不会重于左盘。在每一步中,我们选择一个尚未放置在天平上的砝码,并将其放置在左盘或右盘上,直到所有砝码都放置完毕。确定可以实现此目的的方法数量。

提示 1

先决定要数什么对象,或把关系画成图。

提示 2

找一个极端对象、双计数式或不变量。

提示 3

把局部限制累加成全局矛盾或构造。

完整解答

题面来自可核来源,本站补原创提示和解法骨架。 先把 2011 年第 4 题归入 combinatorics:组合结构题:先把对象翻成集合、图、排列或计数过程,抓住不变量、极端对象和双计数入口。 完整解答的主线是先翻译题设,提取一个不变量或标准构型;第二步用提示阶梯里的入口建立关键等式;第三步把剩余情形分完,并回到题目要求检查边界和等号。P4 的题位也给出节奏提示:P1/P4 多半从直接观察起步,P2/P5 需要一个中间引理,P3/P6 则要把两个看似分开的条件接到同一个结构上。