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/2004.pdf。
An checkerboard is colored randomly: each square is
independently
assigned red or black with probability . We say that two squares,
and , are in the same connected monochromatic region if there is
a sequence of squares, all of the same color, starting at and ending
at , in which successive squares in the sequence share a common side.
Show that the expected number of connected monochromatic regions is
greater than .
棋盘的颜色是随机的:每个方格都是
独立地
分配红色或黑色的概率为 。我们说两个正方形,
和 位于同一连通单色区域中,如果存在
一系列相同颜色的方块,从 开始,结束
在 处,其中序列中的连续方块共享公共边。
表明连接的单色区域的预期数量是
大于 。
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。2004 年 Putnam A5 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?