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。
The columns and the rows of a square board are numbered . Every square with is colored asparagus, byzantium or citrine according as the modulo 3 remainder of is 0,1 or 2 respectively. One token colored asparagus, byzantium or citrine is placed on each square, so that there are tokens of each color. Suppose that one can permute the tokens so that each token is moved to a distance of at most from its original position, each asparagus token replaces a byzantium token, each byzantium token replaces a citrine token, and each citrine token replaces an asparagus token. Prove that it is possible to permute the tokens so that each token is moved to a distance of at most from its original position, and each square contains a token with the same color as the square.
方板的列和行编号为 。每个带有 的正方形 根据 的模 3 余数分别为 0,1 或 2,被着色为芦笋色、拜占庭色或黄水晶色。每个方块上放置一个芦笋色、拜占庭色或黄水晶色的标记,因此每种颜色有 个标记。假设可以对标记进行排列,使得每个标记从其原始位置移动到最多 的距离,每个芦笋标记替换一个拜占庭标记,每个拜占庭标记替换一个黄水晶标记,每个黄水晶标记替换一个芦笋标记。证明可以对标记进行排列,使得每个标记从其原始位置移动到最多 的距离,并且每个方格包含一个与该方格颜色相同的标记。
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。2012 年 IMO Shortlist C5 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?