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番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / C5 · combinatorics

2016 IMO Shortlist C5

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 2016 C5 combinatorics

Let n3n \geq 3 be a positive integer. Find the maximum number of diagonals of a regular nn-gon one can select, so that any two of them do not intersect in the interior or they are perpendicular to each other.

n3n \geq 3 为正整数。求一个可以选择的正则 nn 边形的最大对角线数,使得它们中的任何两条在内部不相交或彼此垂直。

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。2016 年 IMO Shortlist C5 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?