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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / C4 · combinatorics

2015 IMO Shortlist C4

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 C4 combinatorics

Let nn be a positive integer. Two players AA and BB play a game in which they take turns choosing positive integers knk \leq n. The rules of the game are: (i) A player cannot choose a number that has been chosen by either player on any previous turn. (ii) A player cannot choose a number consecutive to any of those the player has already chosen on any previous turn. (iii) The game is a draw if all numbers have been chosen; otherwise the player who cannot choose a number anymore loses the game. The player AA takes the first turn. Determine the outcome of the game, assuming that both players use optimal strategies. (Finland)

nn 为正整数。两个玩家 AABB 玩一个游戏,他们轮流选择正整数 knk \leq n。游戏规则如下: (i) 玩家不能选择任一玩家在上一回合中选择过的号码。 (ii) 玩家不能选择与该玩家在任何先前回合中已选择的数字连续的数字。 (iii) 如果所有号码都被选中,则比赛为平局;否则不能再选择数字的玩家就输掉了游戏。玩家AA 进行第一回合。假设双方都使用最优策略,确定游戏的结果。 (芬兰)

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 C4 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?