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/2013.pdf。
Define a function
as follows. For ,
let be as in the table shown; otherwise, let .
\begin{tabular}{|cc|r|r|r|r|r|}
\hline
\multicolumn{2}{|c|}{\multirow{2}{*}{}} & \multicolumn{5}{|c|}{} \\
& & -2 & -1 & 0 & 1 & 2 \\
\hline
& -2 & -1 & -2 & 2 & -2 & -1 \\
& -1 & -2 & 4 & -4 & 4 & -2 \\
& 0 & 2 & -4 & 12 & -4 & 2 \\
& 1 & -2 & 4 & -4 & 4 & -2 \\
& 2 & -1 & -2 & 2 & -2 & -1 \\
\hline
\end{tabular}
For every finite subset of ,
define
$$
A(S) = \sum_{(\mathbf{s}, \mathbf{s}') \in S \times S} w(\mathbf{s} - \mathbf{s}').
$$
Prove that if is any finite nonempty subset of , then .
(For example, if , then the terms in are .)
定义函数
如下。对于\left|一个\右|,\左| b \右| \leq 2,
设 如表所示;否则,令 。
\begin{表格}{|cc|r|r|r|r|r|}
\h行
\multicolumn{2}{|c|}{\multirow{2}{*}{}} & \multicolumn{5}{|c|}{} \\
&& -2 & -1 & 0 & 1 & 2 \\
\h行
& -2 & -1 & -2 & 2 & -2 & -1 \\
& -1 & -2 & 4 & -4 & 4 & -2 \\
& 0 & 2 & -4 & 12 & -4 & 2 \\
& 1 & -2 & 4 & -4 & 4 & -2 \\
& 2 & -1 & -2 & 2 & -2 & -1 \\
\h行
\end{表格}
对于 的每个有限子集 ,
定义
$$
A(S) = \sum_{(\mathbf{s}, \mathbf{s}') \in S \times S} w(\mathbf{s} - \mathbf{s}')。
$$
证明如果 是 的任意有限非空子集,则 。
(例如,如果 ,则 中的项为 。)
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。2013 年 Putnam A6 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?