灯下 登录
番外 · 闲灯 / Putnam 数学竞赛 / B1 · combinatorics

1995 Putnam B1

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/1995.pdf。

Putnam 1995 B1 combinatorics

For a partition π\pi of {1,2,3,4,5,6,7,8,9}\{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9\},

let π(x)\pi(x) be the number of elements in the part containing xx.

Prove that for any two partitions π\pi and π\pi', there are two

distinct numbers xx and yy in {1,2,3,4,5,6,7,8,9}\{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9\}

such that π(x)=π(y)\pi(x) = \pi(y) and π(x)=π(y)\pi'(x) = \pi'(y). [A {\em

partition} of a set SS is a collection of disjoint subsets (parts)

whose union is SS.]

对于 {1,2,3,4,5,6,7,8,9}\{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9\} 的分区 π\pi

π(x)\pi(x) 为包含 xx 的部分中的元素数量。

证明对于任意两个分区 π\piπ\pi',有两个

{1,2,3,4,5,6,7,8,9}\{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9\} 中不同的数字 xxyy

这样 π(x)=π(y)\pi(x) = \pi(y)π(x)=π(y)\pi'(x) = \pi'(y)。 [一个{\em

集合SS的分区}是不相交子集(部分)的集合

其联合是 SS。]

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。1995 年 Putnam B1 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?