本题导读

本题考查集合子集包含关系的排列组合计数,实质是求包含 和全集 的 元素全序链的种数。

📌【题干】

Question

(2010年上海卷(理)) 从集合 的子集中抽出 个不同的子集,需同时满足以下两个条件:

(1) 都要选出;

(2) 对选出的任意两个子集 和 ,必有 或 .

那么,共有种不同的选法.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 集合 元素个数为 。选出的 4 个不同子集形成一个包含链:
  2. 中间的两个子集 必须满足 。
  3. 根据 和 的元素个数(势)分类讨论:
  • 情况一:;
  • 情况二:;
  • 情况三:。

✅【答案】

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✍【详细解析】

Abstract

要满足对任意选出的两个子集都有包含关系,选出的 个不同子集按照元素个数从小到大排列后,必然构成递进的包含链:

其中 ,。中间子集 的元素个数只能从 中挑选 个不同的数,有以下三种可能的元素个数分布:

情况 1:

  • 从 个元素中选 个作为 :有 种;
  • 从剩下的 个元素中选 个加入 构成 :有 种;
  • 选法种数: 种。

情况 2:

  • 从 个元素中选 个作为 :有 种;
  • 从剩下的 个元素中选 个加入 构成 :有 种;
  • 选法种数: 种。

情况 3:

  • 从 个元素中选 个作为 :有 种;
  • 从剩下的 个元素中选 个加入 构成 :有 种;
  • 选法种数: 种。

总计: 根据加法原理,满足条件的总选法种数为:

故答案为:

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:集合的包含关系链与分类计数原理。
  2. 核心方法:确定包含链结构 按中间集合势的组合划分三种情况。
  3. 避坑指南:必须保证选择的 个子集互不相同(势递增),不要漏算某种元素个数搭配。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:偏序集中的全序链(Chain)计数创新题。
  2. 结论推广:从 元集合中选包含 和 的长为 的全序链,其种数为 (与第二类 Stiring 数相关)。

🔗【关联脉络】

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