3. Mỗi phần tử của X
m đều nằm trong đúng hai tập hợp thuộc F .
Tìm giá trị lớn nhất của m theo n.
Chứng minh. Với mỗi i ∈ X
mn, đặt
n
i= |{ j ∈ { 1, 2, . . . , 2n }| i ∈ A
j}| .
Khi đó, theo giả thiết thứ 3 thì n
i= 2, ∀ i = 1, 2, . . . , mn. Mặt khác, sử dụng giả thiết thứ 2 thì
n
i 2n
∑
mn| A
i∩ A
j| ≤ ∑
= ∑
1 =
.
2
n
i=11≤i<j≤mnTừ đây suy ra
⇒ m ≤ 2n − 1.
mn ≤
Mặt khác, ta lấy 2n đường thẳng trong R
2, trong đó không có hai đường thẳng nào song song. Tổng số
giao điểm của các cặp đường thẳng này là
= n(2n − 1) = n.m
là các phần tử của X
mn. Khi đó mỗi tập A
ichứa 2n − 1 giao điểm trên đường thẳng i. Nhận thấy các tập
A
ithỏa mãn điều kiện bài toán. Vậy giá trị lớn nhất của n là 2m − 1.
Ví dụ 2.4.5. Tìm số nguyên dương n lớn nhất sao cho tồn tại n tập hợp A
1, A
2, . . . ,A
n thỏa mãn
| A
i| = 4, ∀ i = 1, 2, . . . , n
| A
i∩ A
j| = 1, ∀ 1 ≤ i < j ≤ n
| A
1∪ A
2∪ . . . ∪ A
n| = n.
Chứng minh. 1. Đặt A
1∪ A
2∪ . . . ∪ A
n= { 1, 2, . . . , n } . Với mỗi i ∈ { 1, 2, . . . , n } , đặt
n
i = | j ∈ { 1, 2, . . . , n }| i ∈ A
j| .
Khi đó ta có
∑
nn
i= | A
1| + ··· + | A
n| = 4n. ( ∗ )
Dẫn đến với mỗi i, thì trung bình nó xuất hiện trong 4 tập hợp A
j.
Bạn đang xem 3. - Chuyên đề Toán chuyên