سوال ۳۲
تعداد زیرمجموعههای لااقل ۲ عضوی مجموعهی {1,2,...,20} که مجموع هر دو عضو متمایز آنها٬ از ۲۰ بزرگتر باشد٬ چندتا است؟
۳۰۴۹
۳۰۷۰
۴۰۹۴
۴۰۹۵
۲۰۴۸
پاسخ
گزینه (1) درست است.
کوچکترین عضو زیر مجموعهی مطلوب را i مینامیم که دو حالت پیش میآید:
1≤i≤9. در این حالت هیچ یک از اعضای i+2،i+1،…،20−i نمیتوانند در آن زیر مجموعه باشند و اما هر یک از اعضای 20−i+2،20−i+1،…،20 دو حالت در آن زیرمجموعه میتوانند داشته باشند٬ عضو بودن در آن زیرمجموعه و یا عضو نبودن آن (حالتی که هیچ یک از آن اعضا عضو زیر مجموعهي مورد نظر نباشند را نمیشماریم زیرا در این صورت زیر مجموعهی مورد نظر فقط شامل i بوده و یک عضوی است). بنابراین در این حالت تعداد زیرمجموعههای مورد نظر برابر 2i−1 می باشد.
1≤i≤19. در این حالت همهی اعضا بزرگتر از i دو حالت در آن زیر مجموعه میتوانند داشته باشند٬ عضو بودن در آن زیرمجموعه و یا عضو نبودن آن (حالتی که هیچ یک از آن اعضا عضو زیر مجموعهی مورد نظر نباشند را نمیشماریم). بنابراین در این حالت تعداد زیرمجموعههای مطلوب برابر 220−i−1 خواهد شد.
با در نظر گرفتن دو حالت فوق تعداد کل زیرمجموعههای مطلوب به شکل زیر پیدا خواهد شد:
?=[(21−1)+(22−1)+…+(29−1)]+[(210−1)+(29−1)+…+(21−1)]=210+2(21+22+…+29)−19=210+2(210−2)−19