Math Labs

Bài 2

Cho n≥2n \ge 2 là một số nguyên. Gọi A1,A2,…,A2nA_1, A_2, \dots, A_{2^n} là 2n2^n tập con của một tập có nn phần tử, xếp theo thứ tự nào đó. Chứng minh rằng ∣A1∖A2∣+∣A2∖A3∣+⋯+∣A2n−1∖A2n∣+∣A2n∖A1∣≥2n−2.|A_1\setminus A_2| + |A_2\setminus A_3| + \cdots + |A_{2^n-1}\setminus A_{2^n}| + |A_{2^n}\setminus A_1| \ge 2^{n-2}.
Bước 1 trên 5: Thiết lập các số đếm chuyển tiếp
ax:=#{i:x∈Ai∖Ai+1},bx:=#{i:x∈Ai+1∖Ai},i=1,…,2n (indices mod 2n)a_x:=\#\{i:x\in A_i\setminus A_{i+1}\},\quad b_x:=\#\{i:x\in A_{i+1}\setminus A_i\},\quad i=1,\dots,2^n\ (\text{indices mod }2^n)
Phân tích chi tiết

Đánh số các tập theo chu trình môđun 2n2^n. Với mỗi phần tử xx, gọi axa_x là số chuyển tiếp mà x thuộc AiA_i nhưng không thuộc Ai+1A_{i+1}, và bxb_x là số chuyển tiếp theo hướng ngược lại. Khi đó tổng cần chứng minh là ∑i∣Ai∖Ai+1∣=∑xax\sum_i|A_i\setminus A_{i+1}|=\sum_x a_x.