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[数学趣题] 求具有下述性质的最小正整数t

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发表于 2023-1-13 13:30:57 甘肃| 显示全部楼层 发帖际遇
求具有下述性质的最小正整数t:将100×100的方格纸的每个小方格染为某一种颜色,若每一种颜色的小方格数目均不超过104,则存在一个1×t或t×1的矩形,其中t个小方格含有至少三种不同颜色

此回答在 2023-1-13 23:46 被选定为谜题答案,获得破案经验 1

| 发表于 2023-1-13 17:31:11 浙江| 2023-1-13 23:14编辑 | 显示全部楼层
求具有下述性质的最小正整数t:将100×100的方格纸的每个小方格染为某一种颜色,若每一种颜色的小方格数目均不超过104,则存在一个1×t或t×1的矩形,其中t个小方格含有至少三种不同颜色
将每个小方格视作1个点,原题等价于100*100的正方形点集,每个点染为一种颜色,每一种颜色的S点数≤104,存在水平或垂直总共t个点的线段,使线段至少有三种颜色的点。将同色点相连看做同色图形,对于某一点集,该点集所有的该线同色图形中,最短的横截线段或最短的纵截线段即题设线段除首尾部分,加上首尾两个异色点(+2)构成线段并满足至少有三种颜色的点。
要求存在线段长度t,使任一点集(截取不同颜色图形的最短横截线段或最短纵截线段)max+2≤t,令(截取不同颜色图形的最短横截线段或最短纵截线段)=L
①用同色封闭图形填满点集,则可见三角形、平行四边形、梯形、其他规则不规则四边形、五边形、六边形和其他多边形的明显缺点——其L明显<水平或竖直的矩形。故舍弃非矩形图形。
用长方形/正方形水平竖直填满点集则可见占用相同的S点数(对于矩形而言即面积),等面积长方形L总是短于正方形,故选用正方形。

做法m.当用完全相同的正方形填满点集,当正方形数目越多(颜色种类越多),正方形越小,L越短。颜色种类有极限≥97种,正方形≥97个,欲使L最大,则100*100的正方形点集所需最少完全相同正方形为100个。故此时L最大=10,t≥12
当不用完全相同的正方形填满点集,则点集显然存在正方形小于做法m的完全相同正方形,此时L显然小于做法m。舍弃。

②当各种颜色的部分同色点围成同色封闭图形,由①易得②围成的同色封闭图形L必然<①中相似但更大的同色封闭图形L
③当同色点完全不成团分布,由②同理③形成的L必然<②围成的同色封闭图形的L。
综上,t≥12,tmin=12
| 发表于 2023-1-13 19:37:03 辽宁| 发自安卓客户端 | 显示全部楼层
这不是去年八一数学竞赛的题嘛
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