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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / C2 · combinatorics

2008 IMO Shortlist C2

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 2008 C2 combinatorics

For every positive integer nn determine the number of permutations (a1,a2,,an)\left(a_{1}, a_{2}, \ldots, a_{n}\right) of the set {1,2,,n}\{1,2, \ldots, n\} with the following property: 2(a1+a2++ak) is divisible by k for k=1,2,,n2\left(a_{1}+a_{2}+\cdots+a_{k}\right) \quad \text { is divisible by } k \text { for } k=1,2, \ldots, n \text {. }

对于每个正整数 nn,确定集合 {1,2,,n}\{1,2, \ldots, n\} 的排列数 (a1,a2,,an)\left(a_{1}, a_{2}, \ldots, a_{n}\right),其属性如下: 2(a1+a2++ak) 可被 k 整除对于 k=1,2,,n2\left(a_{1}+a_{2}+\cdots+a_{k}\right) \quad \text { 可被 } k \text { 整除对于 } k=1,2, \ldots, n \text {. }

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。2008 年 IMO Shortlist C2 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?