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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / C1 · combinatorics

2013 IMO Shortlist C1

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 2013 C1 combinatorics

Let nn be a positive integer. Find the smallest integer kk with the following property: Given any real numbers a1,,ada_{1}, \ldots, a_{d} such that a1+a2++ad=na_{1}+a_{2}+\cdots+a_{d}=n and 0ai10 \leq a_{i} \leq 1 for i=1,2,,di=1,2, \ldots, d, it is possible to partition these numbers into kk groups (some of which may be empty) such that the sum of the numbers in each group is at most 1 . (Poland)

nn 为正整数。找到具有以下属性的最小整数 kk:给定任何实数 a1,,ada_{1}, \ldots, a_{d} 使得 a1+a2++ad=na_{1}+a_{2}+\cdots+a_{d}=n0ai10 \leq a_{i} \leq 1 对于 i=1,2,,di=1,2, \ldots, d,可以将这些数字划分为 kk 组(其中一些可能为空),这样每组中的数字之和最多为 1 。 (波兰)

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。2013 年 IMO Shortlist C1 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?