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番外 · 闲灯 / 美国数学奥林匹克 / P3 · combinatorics

1988 USAMO 第 3 题

题面据 USAMO 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。

USAMO 1988 P3 combinatorics

Let XX be the set {1,2,,20}\{ 1, 2, \cdots , 20\} and let PP be the set of all 9-element subsets of XX. Show that for any map f:PXf: P\mapsto X we can find a 10-element subset YY of XX, such that f(Y{k})kf(Y-\{k\})\neq k for any kk in YY.

XX 为集合{1,2,,20}\{ 1, 2, \cdots , 20\},并令PPXX 的所有9 元素子集的集合。证明对于任何映射 f:PXf: P\mapsto X,我们可以找到 XX 的 10 元素子集 YY,使得 f(Y{k})kf(Y-\{k\})\neq k 对于 YY 中的任何 kk

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。1988 年 USAMO P3 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?