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第3题

平面上 nn 个正方形组成的集合称为三连通的,若满足下列条件:(i) 所有正方形全等。(ii) 若两个正方形有公共点 PP,则 PP 是每个正方形的顶点。(iii) 每个正方形恰好与三个其他正方形相接触。问满足 2018≤n≤30182018\le n\le 3018 的正整数 nn 中,有多少个使得存在三连通的 nn 个正方形的集合?
第 1/4 步:计数相接对
#{(A,B):A∼B}=3n is even ⟹ n is even\#\{(A,B): A\sim B\}=3n\ \text{is even}\ \Longrightarrow\ n\ \text{is even}
详细分析

记 A∼BA\sim B 表示正方形 AA 与 BB 相接触。因为 A∼BA\sim B 当且仅当 B∼AB\sim A,且 nn 个正方形中每个都恰好接触三个其他正方形,满足 A∼BA\sim B 的有序对 (A,B)(A,B) 个数为 3n3n,而这个计数因有序对成对出现 (A,B),(B,A)(A,B),(B,A) 而自动为偶数。因此 3n3n 为偶数,从而 nn 为偶数。