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番外 · 闲灯 / Putnam 数学竞赛 / A3 · combinatorics

1993 Putnam A3

题面据 Putnam 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。 PDF:https://kskedlaya.org/putnam-archive/1993.pdf。

Putnam 1993 A3 combinatorics

Let Pn{\cal P}_n be the set of subsets of $\{1, 2, \dots,

n\}.Let. Letc(n, m)bethenumberoffunctionsbe the number of functionsf: {\cal P}_n \to \{1, 2,

\dots, m\}suchthatsuch thatf(A \cap B) = \min\{f(A), f(B)\}$. Prove that

$$

c(n, m) = \sum_{j=1}^m j^n.

$$

Pn{\cal P}_n 为 $\{1, 2, \dots,

n\}。设。设c(n, m)为函数为函数f 的数量: {\cal P}_n \to \{1, 2,

\dots, m\}使得使得f(A \cap B) = \min\{f(A), f(B)\}$。证明

$$

c(n, m) = \sum_{j=1}^m j^n。

$$

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。1993 年 Putnam A3 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?