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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / C3 · combinatorics

2007 IMO Shortlist C3

题面据 IMO Shortlist 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。

IMO Shortlist 2007 C3 combinatorics

Find all positive integers nn, for which the numbers in the set S={1,2,,n}S=\{1,2, \ldots, n\} can be colored red and blue, with the following condition being satisfied: the set S×S×SS \times S \times S contains exactly 2007 ordered triples (x,y,z)(x, y, z) such that (i) x,y,zx, y, z are of the same color and (ii) x+y+zx+y+z is divisible by nn. (Netherlands) Answer. n=69n=69 and n=84n=84.

找到所有正整数 nn,其中集合 S={1,2,,n}S=\{1,2, \ldots, n\} 中的数字可以被着色为红色和蓝色,且满足以下条件:集合 S×S×SS \times S \times S 恰好包含 2007 个有序三元组 (x,y,z)(x, y, z),使得 (i) x,y,zx, y, z 颜色相同,并且 (ii) x+y+zx+y+z 可以整除 nn. (荷兰)回答。 n=69n=69 and n=84n=84.

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。2007 年 IMO Shortlist C3 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?