Câu 3. (5,00 điểm) Gọi là tập hợp các số nguyên dương không vượt quá 2025. Xét tất cả các tập hợp là tập con của thỏa mãn “Nếu , là hai phần tử bất kỳ của thì ”. Hỏi số phần tử nhiều nhất trong những tập hợp đó là bao nhiêu?
Câu 3. (5,00 điểm) Gọi là tập hợp các số nguyên dương không vượt quá 2025. Xét tất cả các tập hợp là tập con của thỏa mãn “Nếu , là hai phần tử bất kỳ của thì ”. Hỏi số phần tử nhiều nhất trong những tập hợp đó là bao nhiêu?
Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Vì và đều chia hết cho , điều kiện chỉ áp dụng cho các số cùng lớp thặng dư mod . Do đó bài toán phân rã độc lập theo lớp thặng dư mod .
Với lớp thặng dư , các phần tử có dạng , . Vì , các lớp có phần tử, các lớp có phần tử. Hai số cùng lớp bị cấm khi , tức .
Bài toán con: chọn tập chỉ số sao cho hai phần tử bất kỳ chênh nhau khác .
Chặn trên: trong chỉ số liên tiếp không thể chọn chỉ số. Thật vậy, nếu trong đoạn phần tử thì các khoảng cách và , nên các khả năng ; kiểm tra từng trường hợp đều cho một hiệu bằng hoặc (ví dụ ; ; ;...). Vậy mỗi khối liên tiếp chứa nhiều nhất phần tử, và khối cuối gồm phần tử cũng chứa nhiều nhất phần tử (với , phần tử trong đoạn phần tử luôn tạo hiệu hoặc ). Do đó
Xây dựng đạt chặn: chọn hoặc . Khi đó hiệu hai phần tử của chỉ có thể là , không bao giờ bằng hoặc . Vậy
Tính toán:
- : .
- : .
Cụ thể, trong mỗi lớp thặng dư chọn các số với ; hai số cùng lớp khi đó chênh nhau với , còn hai số khác lớp thặng dư mod thì hiệu không thể bằng hay .
Tổng: .
Vậy số phần tử nhiều nhất của tập là .
Vì và đều chia hết cho , điều kiện chỉ áp dụng cho các số cùng lớp thặng dư mod . Do đó bài toán phân rã độc lập theo lớp thặng dư mod .
Với lớp thặng dư , các phần tử có dạng , . Vì , các lớp có phần tử, các lớp có phần tử. Hai số cùng lớp bị cấm khi , tức .
Bài toán con: chọn tập chỉ số sao cho hai phần tử bất kỳ chênh nhau khác .
Chặn trên: trong chỉ số liên tiếp không thể chọn chỉ số. Thật vậy, nếu trong đoạn phần tử thì các khoảng cách và , nên các khả năng ; kiểm tra từng trường hợp đều cho một hiệu bằng hoặc (ví dụ ; ; ;...). Vậy mỗi khối liên tiếp chứa nhiều nhất phần tử, và khối cuối gồm phần tử cũng chứa nhiều nhất phần tử (với , phần tử trong đoạn phần tử luôn tạo hiệu hoặc ). Do đó
Xây dựng đạt chặn: chọn hoặc . Khi đó hiệu hai phần tử của chỉ có thể là , không bao giờ bằng hoặc . Vậy
Tính toán:
- : .
- : .
Cụ thể, trong mỗi lớp thặng dư chọn các số với ; hai số cùng lớp khi đó chênh nhau với , còn hai số khác lớp thặng dư mod thì hiệu không thể bằng hay .
Tổng: .
Vậy số phần tử nhiều nhất của tập là .