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encontrar el número de subconjuntos de S={1,2,3,...10} que contienen exactamente 5 elementos, cuya suma es par

Me he dado cuenta de que la suma de cualquier número par con cualquier otro número par es par.

Así, al hacer 5 elementos conté sólo los que tenían 2 números Impares, siendo el resto pares

por ejemplo 1 3 2 4 6

y 4 número impar, siendo este último número par, y por supuesto el propio conjunto, que es par.

por ejemplo 1 3 5 7 2

para tratar con 2 probabilidades, hice 5 elegir 2 o C(5,2) que me dio 10

para tratar con 4 probabilidades, hice 5 elegir 4 o C(5,4) que me dio 5

Esto suma 11. Sin embargo, cuando lo comparé con la solución real es incorrecto.

¿Qué he hecho mal?

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Oli Puntos 89

Tenemos que elegir $1$ incluso y $4$ impar, o $3$ incluso y $2$ impar, o $5$ incluso y $0$ impar. El total es $$\binom{5}{1}\binom{5}{4}+\binom{5}{3}\binom{5}{2}+\binom{5}{5}\binom{5}{0}.$$ Hay un poco menos de trabajo si nos damos cuenta de que $\binom{5}{5-k}=\binom{5}{k}$ .

Observación: El siguiente argumento es más elegante, pero más informativo. Sea $n$ sea impar . Preguntamos cuántas formas hay de elegir $n$ números de los números $1,2,3,\dots, 2n$ para que la suma sea par.

Obsérvese que la suma de los números $a_1,a_2,\dots, a_n$ es impar si y sólo si la suma de los $n$ números $2n+1-a_1,2n+1-a_2, \dots, 2n+1-a_n$ está en paz.

Por lo tanto, hay exactamente tantas formas de elegir $n$ números con impar sum como hay para elegir $n$ números con suma par. Se deduce que el número requerido es $\frac{1}{2}\binom{2n}{n}$ .

Para $n=5$ obtenemos $\frac{1}{2}\binom{10}{5}$ que es $126$ . Pero para $n=5$ La simple enumeración de casos es un enfoque más razonable.

La situación para incluso $n$ también se puede analizar. Resulta que el número de $n$ -subsets con suma par es $2^{n-1}$ .

1voto

Kf-Sansoo Puntos 43568

Hay 3 casos a considerar que llevan a que la suma sea un número par.

Caso 1: 0 impar, 5 pares: 2, 4, 6, 8, 10. Así que hay 1 conjunto de soluciones.

Caso 2: 2 probabilidades, 3 pares: ejemplo: 3, 5, 2, 6, 10. Hay C(5,2)*C(5,3) = 100 conjuntos.

Caso 3: 4 probabilidades, 1 par. Hay C(5,4)*C(5,1) = 25 juegos.

Así que hay: 126 juegos en total.

1voto

Marko Riedel Puntos 19255

He aquí una prueba utilizando funciones generadoras del recuento de subconjuntos de el conjunto $\{1,2,3,\ldots,2n\}$ con $n$ elementos cuya suma es par.

Por inspección la función generadora ordinaria bivariada de estos conjuntos por suma total (variable $z$ ) y el número de elementos (variable $u$ ) es $$f(z, u) = \prod_{k=1}^{2n} (1 + u z^k).$$

Ahora no nos interesa el valor de la suma, sólo su paridad. Observemos que la función generadora univariante de los subconjuntos con paridad par por el número de elementos viene dada por $$\frac{1}{2} f(+1,u) + \frac{1}{2} f(-1, u).$$

En realidad haciendo la sustitución de $z$ esto produce $$\frac{1}{2} \prod_{k=1}^{2n}(1 + u) + \frac{1}{2} \prod_{k=1}^{2n}(1 + u (-1)^k) = \frac{1}{2} (1+u)^{2n} + \frac{1}{2} ((1+u)^n \times (1-u)^n) \\ = \frac{1}{2} (1 + u)^{2n} + \frac{1}{2} (1 - u^2)^n.$$

Ahora hay dos casos, el primero es que $n$ es impar y el segundo que $n$ está en paz.

Obsérvese que la segunda potencia en $1-u^2$ no contiene poderes Impares para que que cuando $n$ es impar sólo contribuye el primer término. Por la expansión del binomio obtenemos el resultado $$[u^n] \frac{1}{2} (1 + u)^{2n} = \frac{1}{2} {2n\choose n},$$ que, por cierto, también se deduce por inspección sin necesidad de álgebra adicional.

Por otro lado, cuando $n$ es incluso el segundo término aporta el valor $$[u^n] \frac{1}{2} (1-u^2)^n = \frac{1}{2} (-1)^{n/2} {n\choose n/2}$$ para un total de $$\frac{1}{2} {2n\choose n} + \frac{1}{2} (-1)^{n/2} {n\choose n/2}.$$

Estas dos fórmulas juntas producen la siguiente secuencia: $$1, 2, 10, 38, 126, 452, 1716, 6470, 24310, 92252, \ldots$$

Esta es la secuencia OEIS A119358 .

0voto

Soke Puntos 8788

Obsérvese la biyección entre conjuntos que se suman a $15+k$ y $40-k$ para $0 \leq k \leq 12$

Así, hay la misma cantidad de conjuntos Impares que de conjuntos pares.

Por lo tanto, la respuesta es $\frac{1}{2} {10 \choose 5} = 126$ .

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