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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / C7 · combinatorics

2012 IMO Shortlist C7

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 2012 C7 combinatorics

There are given 25002^{500} points on a circle labeled 1,2,,25001,2, \ldots, 2^{500} in some order. Prove that one can choose 100 pairwise disjoint chords joining some of these points so that the 100 sums of the pairs of numbers at the endpoints of the chosen chords are equal.

圆上有给定的 25002^{500} 点,按某种顺序标记为 1,2,,25001,2, \ldots, 2^{500}。证明可以选择 100 个成对的不相交弦来连接其中一些点,以便所选弦端点处的数字对的 100 个和相等。

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 C7 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?