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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / C1 · combinatorics

2014 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 2014 C1 combinatorics

Let nn points be given inside a rectangle RR such that no two of them lie on a line parallel to one of the sides of RR. The rectangle RR is to be dissected into smaller rectangles with sides parallel to the sides of RR in such a way that none of these rectangles contains any of the given points in its interior. Prove that we have to dissect RR into at least n+1n+1 smaller rectangles. (Serbia)

nn 个点位于矩形 RR 内,使得它们中没有两个点位于与 RR 的一条边平行的直线上。矩形 RR 将被分割成更小的矩形,其边与 RR 的边平行,这样这些矩形的内部都不包含任何给定的点。证明我们必须将 RR 分割成至少 n+1n+1 个较小的矩形。 (塞尔维亚)

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。2014 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?