【【【【高一数学集合证明】】】】对于集合N={1,2,3,……,n}及他的每一个非空子集,定义一个“交替和如下:按照递减的次序重新排列该子集,然后从最大数开始交替地减、加后继的数.例如集合{1,2,4,6,9}的交替和是9-6+4-2+1=6,集合{5}的交替和为5.当集合N中的n=2时,集合N={1,2}的所有非空子集为{1},{2},{1,2},则他的每一个非空子集的”交替和“的总和S2=1+2+(2-1)=4试证明N={1,2,3,……,n}的每一个非空集合的交替和Sn=n * 2 ^ (n-1)quick!
【【【【高一数学集合证明】】】】
对于集合N={1,2,3,……,n}及他的每一个非空子集,定义一个“交替和如下:按照递减的次序重新排列该子集,然后从最大数开始交替地减、加后继的数.例如集合{1,2,4,6,9}的交替和是9-6+4-2+1=6,集合{5}的交替和为5.当集合N中的n=2时,集合N={1,2}的所有非空子集为{1},{2},{1,2},则他的每一个非空子集的”交替和“的总和S2=1+2+(2-1)=4
试证明N={1,2,3,……,n}的每一个非空集合的交替和Sn=n * 2 ^ (n-1)
quick!
将集合的非空子集分为三类:一类含有n且至少含两个元素(即不包括{n}),一类不含有n,一类就是{n}
对于任一个不含元素n的子集A,加入一个元素n后成集合B,则集合A与集合B“交替和”的和为n.(n为该集合最大数)这样构造的集合A与集合B是一一对应的,各有2^(n-1)个,且每一对集合的“交替和”的和为n,故非空子集的“交替和”的总和Sn=n * 2 ^ (n-1)。
PS.集合N的子集共有2^n个(公式,高二会学证明方法)。非空子集2^n-1个。
去掉{n}的非空子集2^n-2个,用上述的方法一一凑成对后,就是(2^n-2)/2=2^(n-1)-1 个。再加上本身交替和就为n的集合{n},所以共是2^(n-1)个。
你可以把上述内容整合一下顺序写成证明即可。
注意最后结论证出后补上括号(n大于等于1,n属于N*)
将N的所有子集分为两大类A类和B类,其中A类中的子集均含有元素n,B类中的子集不含有元素n,任意B类中的集合添上元素n即为A类中的集合,且不同的B类中的子集添上元素n后所得的A类中的集合也不同,故A,B两类子集的个数一样多,且一一对应,N所有子集有2^n个,故A,B两类子集的个数均为(2^n)/2=2^(n-1);
设S是B类集合中任意一个子集,S1=S∪{n}是A中与S对应的有子集,S中元素的“交替和”与S1中元素的“交替和”之和恰等于n,这是因为出现在S,S1中的同一元素在“交替和”中符号相反,相加时互相抵消,仅剩下n,故两者相加为n.如:
设S={a1,a2,…,ak},其中a1>a2>…>ak,S的“交替和”为a1-a2+a3-,…,+(-1)^(k-1)ak,S1的“交替和”为n-a1+a2-a3-,…,+(-1)^kak,两者相加为n,A中子集与B中子集有对应关系的共有2^(n-1),于是N的所有子集的“交替和”之和为n×2^(n-1).