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第3题

设 nn 为正整数。刘邦与项羽有一根长度为 11 的木棍,想要在两人之间分配。刘邦先在木棍上标记至多 nn 个点,接着项羽在木棍上标记至多 nn 个点。所有被标记的点互不相同。然后在所有标记点处将木棍切断,得到若干小段。随后两人轮流取走任意一段尚未被取走的木棍,由刘邦先取。每个人的目标都是使自己拿到的木棍总长度最大。对每个 nn,求最大的常数 cc,使得无论项羽如何行动,刘邦都能保证自己拿到的总长度至少为 cc。
第 2/5 步:对任意不相交 S, T 的项羽镜像与平分策略
S∩T=∅, (S,T)≠(∅,∅) ⟹ Xiang can force G≤∣Σ(S)−Σ(T)∣S\cap T=\varnothing,\ (S,T)\ne(\varnothing,\varnothing)\ \Longrightarrow\ \text{Xiang can force }G\le|\Sigma(S)-\Sigma(T)|
详细分析

把刘邦切出的 n+1n+1 个区间称为原始大段,对大段子集 SS 记其长度和为 Σ(S)\Sigma(S)。取两个不相交且不同时为空的子集 S,TS,T,并设 Σ(S)≥Σ(T)\Sigma(S)\ge\Sigma(T)。将 SS、TT 中的大段分别按从左到右的顺序排成两行,使两行从同一原点开始。沿原点向前扫描:每当一行的累计端点到达另一行某大段的端点,就在相应的实际大段的该距离处下刀。于是较短一行结束以前的部分逐一配成等长小段,较长一行留下一个长度为 Σ(S)−Σ(T)\Sigma(S)-\Sigma(T) 的超出部分。项羽把 S∪TS\cup T 之外的每个原始大段平分;在超出部分内,他还把其中完整的每个 SS 大段平分,使超出部分不会产生额外的未配对交错贡献。现在精确计数。设超出部分内完整的 S 大段有 q 个。在 T 行结束以前,S 行至多有 S 大段数减 q 减一 个内部端点,T 行有比其大段数少一个的内部端点;每个端点至多导致一刀镜像切割。因此镜像阶段至多用 S 大段数加 T 大段数减 q 减二 刀。再把超出部分的 q 个大段以及 S,T 之外的所有大段平分,增加其余大段的刀数,总数至多为 n-1,当然不超过 n。若 T 为空,则把 n+1 个大段中的一个留下,其余平分,恰用 n 刀。 每个配对小段都有等长伙伴。在按长度排序的列表中,等长伙伴在 GG 中符号相反而抵消;抵消后至多只剩超出部分末端的一个小段,其长度不超过 Σ(S)−Σ(T)\Sigma(S)-\Sigma(T)。故项羽能保证 G≤∣Σ(S)−Σ(T)∣G\le\lvert\Sigma(S)-\Sigma(T)\rvert。