به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
+1 امتیاز
7,053 بازدید
در دبیرستان توسط alineysi (756 امتیاز)

چند زیر مجموعه از مجموعه $ \lbrace 1,2,3,...,20\rbrace $ وجود دارد که مجموع اعضای آنها عددی زوج باشد؟

توسط alineysi (756 امتیاز)
ویرایش شده توسط erfanm
پاسخ سوال رو $ ۲^{۱۹} $ بدست آوردم.روش بدست آوردن مثال زدن با مجموعه های۳و۴و۵ عضوی بوده متوجه شدم که نصف زیر مجموعه ها مجموع اعضای آنها زوج و نصف دیگر فرد هستند.دنبال اثبات ریاضی هستم.ممنون

1 پاسخ

+1 امتیاز
توسط erfanm (13,881 امتیاز)
انتخاب شده توسط alineysi
 
بهترین پاسخ

می دانیم تعداد زیر مجموعه های این مجموعه برابر $2^{20}$ است. مجموع اعداد هر زیر مجموعه یا فرد است یا زوج.

برای اینکه مجموع اعداد زوج باشد باید تعداد اعداد فرد حاضر در مجموعه زوج باشد. برای شمارش داریم:

تعداد صفر فرد: پس تمام زیر مجموعه های از مجموعه $\{2,4,\ldots, 20\}$ جواب است. یعنی $2^{10}$ حالت.

تعداد دو فرد : پس تمام زیر مجموعه های از مجموعه $\{2,4,\ldots, 20\}$ که دو عدد فرد به آنها اضافه کنیم جواب است. یعنی $2^{10} \times {10\choose{2}}$ حالت.

تعداد چهار فرد : پس تمام زیر مجموعه های از مجموعه $\{2,4,\ldots, 20\}$ که دو عدد فرد به آنها اضافه کنیم جواب است. یعنی $2^{10} \times {10\choose{4}}$ حالت. . . . پس تعداد مجموع زوج برابر است با $$2^{10} \times {10\choose{0}}+2^{10} \times {10\choose{2}}+\ldots +2^{10} \times {10\choose{10}} =2^{10} ( {10\choose{0}}+ {10\choose{2}}+\ldots + {10\choose{10}}) $$

حال اگر تعداد با مجموع فرد را حساب کنیم حاصل $$2^{10} \times {10\choose{1}}+2^{10} \times {10\choose{3}}+\ldots +2^{10} \times {10\choose{9}}=2^{10} ( {10\choose{1}}+ {10\choose{3}}+\ldots + {10\choose{9}}) $$

اما از آنجایی که همواره $${n\choose{0}}+ {n\choose{2}}+\ldots = {n\choose{1}}+ {n\choose{3}}+\ldots $$ پس این دو عبارت برابرند و طبق آنچه در ابتدا گفته شد مجموع آنها یعنی تمام زیر مجموعه ها برابر $2^{20}$ است. پس هر کدام $ \frac{2^{20}}{2} $ هستند.

توسط alineysi (756 امتیاز)
خیلی ممنون که مثل همیشه باحوصله جواب سوالات رو می دهید.
اگر بگویند در چند زیر مجموعه غیر تهی باید جواب فوق را منهای ۱ بکنیم؟
سپاس
ریاضیدان، کسی است که شباهت ها را بین قضایا دریابد. ریاضیدان بهتر کسی است که بتواند شباهت بین برهان ها را ببیند. بهترین ریاضیدان کسی است که بتواند به شباهت بین نظریه ها توجه کند. و می توان تصور کرد که ریاضیدان نهایی کسی است که بتواند شباهت بین شباهت ها را مشاهده کند.
...