灯下 登录
番外 · 闲灯 / IMO Shortlist / C2 · combinatorics

2020 IMO Shortlist C2

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 2020 C2 combinatorics

In a regular 100-gon, 41 vertices are colored black and the remaining 59 vertices are colored white. Prove that there exist 24 convex quadrilaterals Q1,,Q24Q_{1}, \ldots, Q_{24} whose corners are vertices of the 100 -gon, so that - the quadrilaterals Q1,,Q24Q_{1}, \ldots, Q_{24} are pairwise disjoint, and - every quadrilateral QiQ_{i} has three corners of one color and one corner of the other color. (Austria)

在正则 100 边形中,41 个顶点为黑色,其余 59 个顶点为白色。证明存在 24 个凸四边形 Q1,,Q24Q_{1}, \ldots, Q_{24},其角点是 100 边形的顶点,因此 - 四边形 Q1,,Q24Q_{1}, \ldots, Q_{24} 成对不相交,并且 - 每个四边形 QiQ_{i} 都有一个颜色的三个角和另一个颜色的一个角。 (奥地利)

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。2020 年 IMO Shortlist C2 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?