BÀI TOÁN ĐƯỢC GIẢI QUYẾT HOÀN TOÀN.VÍ DỤ 2.3.4. CHO AILÀ CÁC TẬP HỢ...

2 .

Bài toán được giải quyết hoàn toàn.

Ví dụ 2.3.4. Cho A

i

là các tập hợp hữu hạn, với i = 1, 2, . . . , n. Chứng minh rằng nếu

| A

i

A

j

|

1≤i<

jn

| A

i

| . | A

j

| < 1,

thì tồn tại a

i

A

i

(i = 1, 2, . . . , n) để a

i

6 = a

j

, ∀ 1 ≤ i < jn.

Chứng minh. Đặt S = { 1, 2, . . . , n } và T = A

1

A

2

∪ . . . ∪ A

n

. Xét ánh xạ f : ST sao cho: với mỗi

iS thì f (i) ∈ A

i

(i = 1, 2, . . . , n). Gọi M là tập hợp tất cả các ánh xạ như vậy. Khi đó

| M | = | A

1

| . | A

2

| . . . | A

n

| .

Ta chứng minh có ít nhất một đơn ánh trong M. Nếu fM mà không là đơn ánh, khi đó tồn tại

i, jS, i 6 = j sao cho f (i) = f ( j). Với ánh xạ f như vậy, thì f (i) = f ( j) nhận nhiều nhất là | A

i

A

j

|

giá trị khác nhau, và f (k) (k 6 = i, j) nhận nhiều nhất là | A

k

| giá trị khác nhau. Do đó với i, jS(i 6 = j),

số ánh xạ ff (i) = f ( j) nhiều nhất là

n

| A

i

A

j

| ·

| A

k

| = | A

i

A

j

|

| A

i

| . | A

j

| . | M | .

k=1,k6=i,j

Từ đó suy ra số ánh xạ trong M mà không phải là đơn ánh nhiều nhất là

| A

i

| . | A

j

| .M < | M | .

Từ đó suy ra tồn tại ít nhất một đơn ánh f

0

M. Đặt

f

0

(i) = a

i

(i = 1, 2, . . . , n).

Khi đó a

i

A

i

(i = 1, 2, . . . , n) và do f

0

đơn ánh nên i, jS(i 6 = j) thì

a

i

= f

0

(i) 6 = f

0

( j) = a

j

.

Ví dụ 2.3.5 (Iran 1999). Cho n là số nguyên dương và tập hợp X = { 1, 2, . . . , n } . Các tập A

1

, A

2

, . . . , A

k

là các tập con của X sao cho với mọi 1 ≤ i

1

, i

2

, i

3

, i

4

n ta có

| A

i

1

A

i

2

A

i

3

A

i

4

| ≤ n − 2.

Chứng minh rằng k ≤ 2

n2

.

Chứng minh. Một tập con TX được gọi là 2 − phủ nếu TA

i

A

j

với i, j thuộc { 1, 2, . . . , k } (i, j

không nhất thiết phân biệt). Trong số tất cả các tập con của X không bị 2 − phủ, ta chọn ra tập có số

lượng phần tử nhỏ nhất. Gọi đó là tập A.