فرض کنید A مجموعهی کلیهی رشتههای به طول ۸ از ۰ و ۱ باشد که در آنها رشتهی ۰۰ نیامده باشد (در رشتهی ۰۱۰۱۱۰۰۱ رشتهی ۰۰ آمده ولی در ۰۱۱۰۱۰۱۱ رشتهی ۰۰ نیامده است) و B مجموعهی کلیهی رشتههای به طول ۸ باشد که در آن ۱۱ نیامده باشد. A∪B چند عضو دارد؟
پاسخ
گزینه (۳) درست است.
اگر تعداد رشتههایی به طول n که شامل ۰۰ نیستند را با F(n) نمایش دهیم٬ آنگاه ان تعداد را به دو دسته تقسیم کنیم٬ رشتههایی که رقم آخرشان ۰ است و رشتههایی که رقم آخرشان ۱ است. رقم ماقبل آخر تمام رشتههای موجود در دستهی اول ۱ میباشد چون در هیچ یک از آنها دو رقم ۰ پشت سر هم نیامده است٬ بنابراین تعداد آن رشتهها را n−2 رقم اول تعیین خواهد کرد که با توجه به تعریف این تعداد برابر F(n−2) میباشد. تعداد رشتههای موجود در دستهی دوم نیز برابر F(n−1) میباشد.
بنابراین رابطهی F(n)=F(n−1)+F(n−2) برقرار است و با توجه به تساویهای F(2)=3 و F(3)=5 تساویهای زیر حاصل خواهند شد:
F(4)=8,F(5)=13,F(6)=21,F(7)=34,F(8)=55
از طرف دیگر با توجه به اصل شمول و عدم شمول رابطهی زیر برقرار است:
|A∪B|=|A|+|B|−|A∩B|
حاصل هر یک از عبارات |A| و |B| برابر ۵۵ بهدست آمد. حاصل |A∩B| نیز برابر ۲ میباشد زیرا تنها دو رشتهی ۱۰۱۰۱۰۱۰ و ۰۱۰۱۰۱۰۱ میباشد که نه شامل ۰۰ و نه شامل ۱۱ است. بنابراین:
|A∪B|=55+55−2=108