女生宿舍六个人,最多能建几个小团体?

作者: 吴文庆

来源: 果壳少年

发布日期: 2018-09-18

本文通过探讨宿舍建群的问题,深入分析了集合的子集个数,并计算了一个6人宿舍可以建立的不同群的数量,以及不包括自己的群的数量。文章还引入了集合划分和奇偶子集的概念,旨在通过数学知识解决实际生活中的小问题,同时提倡宿舍成员间的和平共处。

女生宿舍向来是烽烟四起的地方,不久前“一寝室6个人5个微信群”的新闻就曾经刷过屏。图片来源:中国青年报微博

虽然这个段子只是调侃,真实生活中我们的宿舍生活也没有宫斗剧那么精彩,但是万事就怕认真二字,下面我们就来深入研究下这个问题。假如你所在的6人宿舍人际关系很复杂,彼此看对方都这样的:第一视角宿舍关系Venn图

除了平时一对一私聊吐槽其他每个人之外,你们还会拉各种排他的微信群,成立各种三人群、四人群、五人群(当然还有一个6人大群),方便说不在群里的人的坏话。那么问题来了:你们宿舍最多能建多少个不同的群?又有多少个群在背地说你坏话?

敲黑板了同学们,这不是送命题,这是关于“集合的子集个数”的送分题啊!要解决这个问题,你首先得知道,一个n元集合的子集个数是2ⁿ。比如{1,2,3,……,n}这个集合,我们可以按照元素的个数把它的子集分成n+1类。含有0个元素:∅含有1个元素:{1},{2}……等n个含有2个元素:{1,2},{1,3}……等C(2,n)个……含有n个元素:{1,2,3,……,n}

写出来就是这是二项式定理的推论,杨辉三角形也蕴含这个结论。现在你可以轻易得出,一个6元集合(也就是你宿舍)的子集个数是26=64个。不过这不是最终答案,你得减去∅(一个人也没有的群)1个、一个元素的集合(难不成要自说自话么)6个、两个元素的集合(直接私聊就行了干嘛建群)15个,最后得到的答案是...42个。

看到这里你肯定很好奇了,那不包括我的群又有多少个呢?我们不妨先思考这样一个问题,{1,2,3...,n}这个集合里含有元素“1”的子集有多少个呢?你可以把子集分为含有元素“1”的子集和不含有“1”的子集。不含有“1”的子集可以理解为{2,3,……,n}的某个子集,共有2^(n-1)个,这每一个子集都可以并上{1}成为一个对应的子集,于是含有“1”的子集和不含有“1”的一一对应了,各占子集数的一半。

你可以照这个思路算一算,不包括你的群可是有16个啊!每天可是有16个群在说你坏话啊!令人发指啊!面对这种情况,你怎么还坐得住呢?赶紧把下面的知识点也学起来,彻底甩舍友一个身位,实现绝地反击。你可以用刚才的结论求集合{1,2,3,……,n}所有子集中所有元素的和。

所有子集里面,1出现了2(n-1)次,同理我们可以研究含不含“2”的子集,可以得到2同样出现了2(n-1)次,于是所有元素的和为(1+2+3+……+n)×2(n-1)。

这个结论还可以解决奇子集和偶子集的个数问题:想知道答案吗?后台回复“集合”!刚刚含“1”和不含“1”的分类还形成了一个对应,我们可以发现每一对中,子集元素的和一定一奇一偶,因为加上1一定会改变原来和的奇偶性,所以奇偶子集各占一半也好理解了。这里把“1”换成其他奇数也是一样的。答案是不是就很容易算出来了呢?

上面涉及到的知识点,就叫集合的划分,并且是很特殊的一个情况。集合还有很多其他的划分方式,本文仅对这种我们常见的做一些解释,希望大家有所收获。关于宿舍建群的问题也只是调侃,希望大家跟舍友和平共处,共同学习进步,新的学期我们一起冲鸭!

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