Question

設(shè)集合Sn={1，2，3，，n），若X是Sn的子集，把X中所有元素的和稱(chēng)為X的“容量”（規(guī)定空集的容量為0），若X的容量為奇（偶）數(shù)，則稱(chēng)X為Sn的奇（偶）子集．

（I）寫(xiě)出S4的所有奇子集；

（Ⅱ）求證：Sn的奇子集與偶子集個(gè)數(shù)相等；

（Ⅲ）求證：當(dāng)n≥3時(shí)，Sn的所有奇子集的容量之和等于所有偶子集的容量之和．

 

Answer 1

【答案】

（I）詳見(jiàn)解析；（Ⅱ）詳見(jiàn)解析；（Ⅲ）詳見(jiàn)解析

【解析】

試題分析：（I）根據(jù)奇子集的定義可直接得出，注意應(yīng)按規(guī)律一一列出以防重寫(xiě)或漏寫(xiě)。（Ⅱ）取Sn的任意一個(gè)奇子集可能含有1也可能不含1，當(dāng)奇子集含有1時(shí)，令，當(dāng)奇子集不含1時(shí)，令，則為的偶子集，且與相對(duì)應(yīng)，反之也成立。因?yàn)?/span>與相對(duì)應(yīng)即Sn的奇子集與偶子集個(gè)數(shù)相等。（Ⅲ）由（Ⅱ）知Sn的奇子集與偶子集個(gè)數(shù)相等，且Sn中每一個(gè)元素在奇子集與偶子集中出現(xiàn)的次數(shù)是相同的，所以Sn的所有奇子集的容量之和等于所有偶子集的容量之和。

試題解析：（I）

（Ⅱ）對(duì)于Sn的每個(gè)奇子集，

當(dāng)時(shí)，取；當(dāng)時(shí)，取。

則為的偶子集。

反之，若為的偶子集，

當(dāng)時(shí)，取；當(dāng)時(shí)，取。

則為的奇子集。

的奇子集與偶子集之間建立了一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，所以的奇子集和偶子集的個(gè)數(shù)相等。

（Ⅲ）對(duì)于任意，

當(dāng)時(shí)，含的的子集共有個(gè)。由（Ⅱ）可知，對(duì)每個(gè)數(shù)，在奇子集與偶子集中，所占的個(gè)數(shù)是相等的；

當(dāng)時(shí)，將（Ⅱ）中的1換成3即可。

可知在奇子集與偶子集中占的個(gè)數(shù)是相等。

綜合（1）（2），每個(gè)元素都是在奇子集與偶子集中占的個(gè)數(shù)相等。

所以Sn的所有奇子集的容量之和等于所有偶子集的容量之和。

考點(diǎn)：新概念問(wèn)題。