Bài toán Tìm số m nhỏ nhất sao cho phân hoạch bất kì tập hợp

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) phép phân hoạch tập hợp và một số ứng dụng trong toán sơ cấp (Trang 34 - 35)

Một số ứng dụng trong toán sơ cấp

2.3.4 Bài toán Tìm số m nhỏ nhất sao cho phân hoạch bất kì tập hợp

{1,2,3, . . . , m} thành 2 lớp T1, T2 thì luôn tồn tại 1 lớp có chứa 3 số phân biệt x < y < z sao cho x+z = 2y

Chứng minh. : Với m = 4, ta có: {1,2,3,4} = {2} ∪ {1,3,4}. Cả hai lớp này đều không thỏa mãn yêu cầu của bài toán. Xét m = 5, ta có {1,2,3,4,5} = {2,3} ∪ {1,4,5} không thỏa mãn yêu cầu của bài toán. Xét m = 6, ta có {1,2,3,4,5,6} = {2,5,6} ∪ {1,3,4} không thỏa mãn yêu cầu của bài toán. Xét m = 7, ta có {1,2,3,4,5,6,7} = {1,2,4,5} ∪ {3,6,7} không thỏa mãn yêu cầu của bài toán. Xét m = 8, ta

có {1,2,3,4,5,6,7,8} = {1,4,5,8} ∪ {2,3,6,7} không thỏa mãn yêu cầu của bài toán.

Xétm = 9, ta giả sử phản chứng là tồn tại phân hoạch{1,2,3,4,5,6,7,8,9} = T1 ∪T2 mà cả 2 lớp T1, T2 không thỏa mãn yêu cầu của bài toán (giả sử phản chứng m = 9 không thỏa mãn yêu cầu của bài toán). Do vai trò của

2 lớp T1, T2 nh− nhau nên ta chỉ xét 2 tr−ờng hợp sau đây: Tr−ờng hợp 1: (1,9) ⊆ T1 suy ra 1 + 9

2 = 5 không thuộc T1 nên 5 thuộc T2. Từ đó 3,7 không đồng thời thuộc T2 (nếu ng−ợc lại 3+7=2.5) suy ra phải ít nhất có 1 số thuộc T1. Giả sử 3 ∈ T1 suy ra

3 + 1 2 = 2 ∈ T2, 3 + 9 2 = 6 ∈ T2, 6 + 2 2 = 4∈ T1,(5,6) ⊆T2,

suy ra 7 ∈ T1 và (1,4,7) ∈ T1 (mâu thuẫn). Giả sử 7∈ T1 suy ra 7 + 9 2 = 8 ∈ T2, 7 + 1 2 = 4 ∈ T2, 4 + 8 2 = 6∈ T1,(6,7) ⊆T1,

suy ra 5 ∈ T2,(5,4) ∈ T2,3 ∈ T1 và (3,6,9) ∈ T1 (mâu thuẫn).

Tr−ờng hợp 2: 1 ∈ T1,9 ∈ T2, giả sử 5 ∈ T1 suy ra (1,5) ⊆ T1 và 3 ∈ T2,9 ∈ T2 và (1,3,5),(1,5,9) lập thành một cấp số cộng nên 9 + 3 2 = 6 ∈ T1,(5,6) ∈ T1 suy ra 4 ∈ T2,7 ∈ T2 mà 7,9 ∈ T2 nên 7 + 9 2 = 8 ∈ T1. Ta có (3,4) ∈ T2 suy ra 2 ∈ T1 và (2,5,8) ∈ T1 (mâu thuẫn).

Giả sử 5 ∈ T2 ta suy ra (9,5) ∈ T2 và (3,6) ∈ T1 mà 1,3 ∈ T1 suy ra

1 + 3

2 = 2 ∈ T2,(6,7) ∈ T1, suy ra 8 ∈ T2 và (2,5,8) ∈ T2 (mâu thuẫn)

nên số m nhỏ nhất cần tìm là 9.

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) phép phân hoạch tập hợp và một số ứng dụng trong toán sơ cấp (Trang 34 - 35)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(40 trang)