به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
+1 امتیاز
945 بازدید
در دانشگاه توسط کیوان عباس زاده (3,120 امتیاز)

فرض کنید $F_{1}$ و $F_{2}$ دو خانواده از زیر مجموعه های مجموعه $X= \lbrace 1,2,...,n\rbrace $ هستند به طوری که به ازای هر $A \in F_{1}$ و $B \in F_{2}$ ,$|A \cap B|$ عددی زوج است . ثابت کنید : $$|F_{1}||F_{2}| \leq 2^n$$

1 پاسخ

0 امتیاز
توسط قاسم شبرنگ (4,161 امتیاز)
ویرایش شده توسط قاسم شبرنگ

برای اثبات از جبر خطی استفاده می کنیم و به خاطر طولانی بودن اثبات قسمت عمده و ساده اثبات را برعهده خوانند می گذاریم.

فرض کنید که $P(X)$ مجموعه توانی $X$ باشد.عمل دوتایی $ \oplus $ را روی $P(X)$ در نظر بگیرید:

$ \forall S,T \in P(X):S \oplus T:=(S \cup T) - (S \cap T)=(S - T) \cup (T-S)$

به راحتی نشان داده می شود که $(P(X), \oplus )$ یک گروه با عمل خنثی $ \emptyset $ است.حالا اگر $F=[0,1]$ یک میدان دو عضوی باشد (مثلن $Z_2$ یا همان زیر میدان اعدادد حقیقی) آنگاه به راحتی می توان نشان داد که:

$.:F \times (P(X), \oplus) \longrightarrow (P(X), \oplus) \wedge \forall S \in P(X):0S=0.S= \emptyset ,1S=1.S=S$

یک ضرب اسکالر در بردار است.

بنابر این $V=(P(X), \oplus )$ یک فضای برداری $n$ بعدی ($V=<[[1],[2],...,[n]]$) روی میدان $F$ است و $CardV=2^n$

حالا فرض کنید که $k$ بزرگترین عدد حسابی باشد که $F_1$ دارای $k$ بردار مستقل خطی باشد و $A$ زیرفضای تولید شده توسط این بردارها باشد و $A'$ را فضای مکمل $A$ بگیرید.($A \cap A'= [\emptyset] ,A \oplus A'=V$).

واضح است که $dim^A_F=k$ و $dim^{A'}_F=n-k$.حالا برای هر $B \in F_2$ عملگر زیر را در نظر بگیرید:

$\phi _B :V \longrightarrow F \wedge \forall S \in V: \phi (S)=f \Leftrightarrow |S \cap B| \equiv f(mod2)$

می توان نشان داد که

$ \phi _B $

خوشتعریف و خطی است و

$\phi_B|_{F_1}=0 $

و درنتیجه

$ \phi_B|_A=0$

در واقع $ \phi _B$ یک تابعک خطی روی $A'$ است. است.حالا عملگر خطی زیر را در نظر بگیرید (این را نشان دهید):

$ \varphi :A' \longrightarrow F^* \wedge \varphi (B)= \phi _B$

این عملگر یک به یک است لذا به ازای هر عضو $F_1$ یک تابعک خطی روی $A'$ موجود است و چون رتبه فضای دوگان یعنی فضای تابعک های خطی با رتبه خود فضا برابر است پس:

$|F_1| \leq dim^A_F=2^k,|F_2| \leq dim^{A'}_F=|F_2|^{n-k} \Rightarrow|F_1||F_2| \leq 2^k \times 2^{n-k}=2^n$

$ \Box $

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.
...