同一骨架 2018 年河南预赛 第 11 题 · P009533
整数绝对差系统先寻找下一步自动具有的简单形状,再让一个非负整数尺度严格下降,迫使系统有限步进入含零状态;到达后应对完整有序状态验证后续行为。
两项递推的最大值可能隔一步才下降,最终出现周期;三项同步递推先获得最大数等于其余两数之和的形状,含零后逐坐标固定。不能把两种终态混成同一结论。
设数列 、、 满足 。证明:对于任意正整数 ,存在正整数 ,使得 。
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
先独立尝试,再展开工具说明与想法来源。
先回想这道题的想法,再试试当前题。
正整数严格递降不能无限持续,这是递降法。对称地排序可研究多重集合,但题目要求逐坐标稳定,最后须在原位置代回。
想法从哪来:绝对差递推若逐坐标追踪,会遇到许多大小次序;但每一步的三数多重集合只取决于排序后的最小、中间和最大数。排序后两段差相加恰为总差,因此一步以后总有“最大数等于另两数之和”的结构。这个结构把以后的三元组压缩成两个数,下一步最大值只会降到原来的较大加数。若两个加数都正,最大整数就严格下降,不能无限下降而仍保持正。这引导我们以最大值作递降量,而非试图猜周期。到出现零时再回到有序坐标核算:两个相等数与零在原位置确实固定,不能只证明排序后的形状不变。
绝对差后三个数中的最大者等于另外两个之和;若三者都正,下一步最大值严格下降,整数性保证最终出现零。
任意三个非负数排序为 ,其三条绝对差的多重集合为 ,其中最大者 等于其余两数之和。因此从第二个三元组起,每个三元组均具有“最大数等于其余两数之和”的性质。 把某个这样的三元组排序为 。若 ,下一组三条绝对差为 ,其最大值为 。所以只要没有零,最大非负整数就严格下降,不能无限进行。有限步后必出现零;结合上述和的性质,该有序三元组是 的某个排列,。 对任何这样的排列,逐坐标计算绝对差都会保持原有位置和值不变。因而存在正整数 ,使得
当三个初值相等时,下一步为 ,也已固定。排序只用于判断最大值;最后的固定性核的是实际有序三元组,而非仅证明无序集合周期。
在整数绝对差系统中,先寻找每步自动具备的形状,再用严格下降证明进入稳定形状,并核逐坐标固定。
需发现绝对差三元组的结构不变量,再以整数最大值下降证明最终稳定,并区分排序后的集合与实际有序固定点。
核心工具:状态转移与递推
同一骨架 2018 年河南预赛 第 11 题 · P009533
整数绝对差系统先寻找下一步自动具有的简单形状,再让一个非负整数尺度严格下降,迫使系统有限步进入含零状态;到达后应对完整有序状态验证后续行为。
两项递推的最大值可能隔一步才下降,最终出现周期;三项同步递推先获得最大数等于其余两数之和的形状,含零后逐坐标固定。不能把两种终态混成同一结论。
已记下,谢谢!