Question

【題目】已知是大于10的正整數(shù)，集合含有個元素，若集族滿足以下兩個條件，則稱它是“合適的”：

（1）對任意；

（2）對任意，集合中至多含有一個元素。

對任意正整數(shù)，試求最大正整數(shù)，使得存在一個包含個集合的合適的集族。

Answer 1

【答案】4

【解析】

所求的最大正整數(shù)。

取的兩個不互補的元子集，并令分別是的補集,從這四個集合中任取三個集合，由于總存在兩個集合互補，因此，這三個集合的交集為空集,

假設集族中包含的5個子集,5個子集中共有個元素,

1.若有1個元素出現(xiàn)5次，則其他元素至多出現(xiàn)2次，知5個子集中至多有

個元素，矛盾,

2.若有2個元素各出現(xiàn)4次，則此2個元素至少在3個子集中同時出現(xiàn)，矛盾,

3.若恰有1個元素出現(xiàn)4次，設出現(xiàn)3次的元素有個，則

,

ⅰ.當時，至少有個元素各至少出現(xiàn)3次；

ⅱ.當時，有1個元素出現(xiàn)4次，個元素出現(xiàn)3次,

4.若沒有元素出現(xiàn)4次，設出現(xiàn)3次的元素有個,則

,

綜上，只有兩種情況：

①至少有個元素各至少出現(xiàn)3次；

②有一個元素出現(xiàn)4次，個元素各出現(xiàn)3次,

對于①，因5個子集中任3個子集的交集的元素個數(shù)不超過1，故至少出現(xiàn)3次的元素個數(shù)，矛盾,

對于②，同理，由至少出現(xiàn)3次的元素個數(shù)，知且5個子集中任3個子集的交集恰為單元集，此10個單元集互不相同，但對出現(xiàn)4次的元素，其在4個單元集中都出現(xiàn)，矛盾,

故不存在包含5個集合的合適的集族,

綜上所述，所求的最大正整數(shù).