MathLabs

第5题

设 nn 为正整数。一对整数分量的 nn 元组 (a1,…,an)(a_1,\ldots,a_n) 与 (b1,…,bn)(b_1,\ldots,b_n) 称为「exquisite」的,如果 ∣a1b1+⋯+anbn∣≤1|a_1b_1+\cdots+a_nb_n|\le1。求整数分量的互不相同的 nn 元组的最大个数,使得其中任意两个都构成一个 exquisite 对。
第 1/5 步:构造 n2+n+1n^2+n+1 个两两 exquisite 的元组
{0}∪{±ei}i=1n∪{ei+ej, ei−ej}i<j  ⟹  1+2n+n(n−1)=n2+n+1\{0\}\cup\{\pm e_i\}_{i=1}^n\cup\{e_i+e_j,\ e_i-e_j\}_{i<j} \implies 1+2n+n(n-1)=n^2+n+1
详细分析

取零元组;取在某一位置为 11 或 −1-1 的 2n2n 个单分量元组;再对 (n2)\binom n2 对位置 i<ji<j 中的每一对,取在位置 i,ji,j 处取值 (1,1)(1,1) 与 (1,−1)(1,-1)、其余为零的两个元组。总数为 1+2n+2(n2)=1+2n+n(n−1)=n2+n+11+2n+2\binom n2=1+2n+n(n-1)=n^2+n+1。