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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / C3 · combinatorics

2015 IMO Shortlist C3

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 2015 C3 combinatorics

For a finite set AA of positive integers, we call a partition of AA into two disjoint nonempty subsets A1A_{1} and A2A_{2} good if the least common multiple of the elements in A1A_{1} is equal to the greatest common divisor of the elements in A2A_{2}. Determine the minimum value of nn such that there exists a set of nn positive integers with exactly 2015 good partitions. (Ukraine)

对于正整数的有限集 AA,如果 A1A_{1} 中元素的最小公倍数等于 A2A_{2} 中元素的最大公约数,则我们称将 AA 划分为两个不相交的非空子集 A1A_{1}A2A_{2} 为好。确定 nn 的最小值,使得存在一组 nn 正整数,且恰好具有 2015 个良好分区。 (乌克兰)

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。2015 年 IMO Shortlist C3 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?