集合子集个数

时间:2022-04-12 05:30:04 阅读: 最新文章 文档下载
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集合A的子集个数

1 n个元素每个都有两种选择,即有或没有,那么n个元素就有2^n

2 n个元素,每个元素进行一次判断要不要把它选出来放进子集里, 这样子判断n次,产生了2^n种不同子集 若集合An个元素,则集合A的子集个数为2^n(即2n次方)真子集个数是什么 空真子集个数是什么 并证明 最佳答案 2^n - 1, 2^n - 2

证:设元素编号为1, 2, ... n。每个子集对应一个长度为n的二进制数, 数的第i位为1表示元素i在集合中,0表示元素i不在集合中。 00...0(n0) ~ 11...1(n1) [二进制]

一共有2^n个数,因此对应2^n个子集,去掉11...1(即全1,表示原来的集合A)则有2^n-1个真子集,再去掉00...0(即全0,表示空集)则有2^n-2个非空真子集 比如说集合{a, b, c}元素编号为a--1, b--2, c--3 111 <--> {a, b, c} --> 即集合A

110 <--> {a, b, } --> 元素1(a), 元素2(b)在子集中 101 <--> {a, , c} --> 元素1(a), 元素3(c)在子集中 ... ...

001 <--> { , , c}

000 <--> { , , } --> 即空集

如果你学过排列组合,可以有更简单的证明。



关于含有n个元素的集合的真子集个数问题 最近发现这么一类问题,让你求对于含有n个元素的集合,其含有m个元素真子集的个数是多少?(n>m 这里有一道例题:

1个集合里有10个元素,那么他有3个元素的子集是多少个? 首先,我们来逐步解决这个问题。

引入一:1个集合里有10个元素,那么他有1个元素的子集是多少个? 答:这个貌似不用说都知道吧。10个。。这个小学生都会做。。即有n 引入二:1个集合里有10个元素,那么他有2个元素的子集是多少个? 答:这个就有一些难度了,但并不很难,这里有一个思路:

先定住一个元素,然后另一个元素逐渐往后移动,可能我说不清楚,请看图解: (◎定住元素★移动元素☆其他元素,下同) ◎★☆☆☆☆☆☆☆☆ 下一步是:


◎☆★☆☆☆☆☆☆☆

就像这样,发现什么了么?对,定住一个之后,问题就化简了,变成了:1个集合里有9个元素,那么他有1个元素的子集是多少个?

之后向后移动定住元素,像那样再次化简问题,如图所示: ◎☆☆☆☆☆☆☆☆★ 下一步是:

☆◎★☆☆☆☆☆☆☆

结果就出来了:9+8+7+6+5+4+3+2+1=45

发现什么了么?这好像高斯定理啊,那么这个公式就是n(n-1)/2

其实,这个小问题是著名的握手问题,即10人相互握手,既不重复,又不落空,总共要握多少次?

答案依然为45个。

铺垫了这么多,让我们来看看正题吧。(众:你的废话确实很多)

对于3个,我们先定住一个,即把它转化为2个元素的问题,利用引入二的公式,我们可得: 36+28+21+15+10+6+3+1=120

问题深入:上述方法已经可以解决问题了,但是并不是很简单,有没有一般规律呢? 让我们看看这个问题:

1个集合里有10个元素,那么他有4个元素的子集是多少个? 根据刚才的方法,我们可得: 84+56+35+20+10+4+1=210

看来,规律要出来了,让我们来总结一下前面的算式 引入一:公式n,即n÷1

引入二:公式n(n-1)/2,即n(n-1)/(1×2)

三:暂无公式,但有3时得120,恰有10(10-1)(10-2)/(1×2×3)=120

四:暂无公式,但有4时得210,恰有10(10-1)(10-2)(10-3)/(1×2×3×4)=210 看来公式真的出来了

公式:对于问题1个集合里有n个元素,那么他有m个元素的子集是多少个?(n>m;n,mZ 其数量为n(n-1)(n-2)...(n-m+1)/(1×2×...×m) 如果学过阶乘,那么公式可表示为n!÷(n-m)!÷(m!) (插一句:所谓阶乘,简单讲是对于自然数的一种运算。

设这个自然数为n,则其阶乘n!(这是阶乘表示法)=1×2×...×n 特别的,定义0!=1 问题深入二:

1个集合里有10个元素,那么它的真子集是多少个? 这里就一带而过,不给证明。

答案为10+45+120+210+252+210+120+45+10+11是空集φ)=1023 稍微敏感的人就会发现,其公式为2^n-12n次幂减1的差),证明不提供。


本文来源:https://www.wddqw.com/doc/4d2fb6475bfafab069dc5022aaea998fcc22400b.html