Question

在非負(fù)數(shù)構(gòu)成的數(shù)表

中每行的數(shù)互不相同，前6列中每列的三數(shù)之和為1，，，，，，，均大于．如果的前三列構(gòu)成的數(shù)表

滿足下面的性質(zhì)：對(duì)于數(shù)表中的任意一列（，2，…，9）均存在某個(gè)
使得
⑶．
求證：
（ⅰ）最小值，，2，3一定自數(shù)表的不同列．
（ⅱ）存在數(shù)表中唯一的一列，，2，3使得數(shù)表

仍然具有性質(zhì)．

Answer 1

（ⅰ）假設(shè)最小值，，2，3不是取自數(shù)表的不同列．則存在一列不含任何．不妨設(shè)，，2，3．由于數(shù)表中同一行中的任何兩個(gè)元素都不等，于是，，2，3．另一方面，由于數(shù)表具有性質(zhì)，在⑶中取，則存在某個(gè)使得．矛盾．
（ⅱ）由抽屆原理知
，，
中至少有兩個(gè)值取在同一列．不妨設(shè)
，．
由前面的結(jié)論知數(shù)表的第一列一定含有某個(gè)，所以只能是．同樣，第二列中也必含某個(gè)，，2．不妨設(shè)．于是，即是數(shù)表中的對(duì)角線上數(shù)字．

記，令集合
．
顯然且1，2．因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140823/20140823141026527212.gif" style="vertical-align:middle;" />，，，所以．
故．于是存在使得．顯然，，2，3．
下面證明數(shù)表

具有性質(zhì)．
從上面的選法可知，．這說(shuō)明
，．
又由滿足性質(zhì)．在⑶中取，推得，于是．下證對(duì)任意的，存在某個(gè)，2，3使得．假若不然，則，，3且．這與的最大性矛盾．因此，數(shù)表滿足性質(zhì)．
下證唯一性．設(shè)有使得數(shù)表

具有性質(zhì)，不失一般性，我們假定

⑷

．
由于，及（ⅰ），有．又由（ⅰ）知：或者，或者．
如果成立，由數(shù)表具有性質(zhì)，則
，
⑸，
．
由數(shù)表滿足性質(zhì)，則對(duì)于至少存在一個(gè)使得．由及⑷和⑹式知，，．于是只能有．類似地，由滿足性質(zhì)及可推得．從而．