Принцип включения-исключения
[14/100%]Пусть дано любых объектов. Пусть — число тех из них, которые обладают некоторым свойством , — число тех, которые обладают свойством , соотв. , — число тех, которые обладают свойством , соотв. . Аналогично пусть , обозначают число тех из этих объектов, которые одновременно обладают свойствами и , соотв. и , соотв. и , соотв. и . Тогда число объектов, которые не обладают ни одним из свойств , равно
J. J. Sylvester, C. R., т. 96, стр. 463, 1883.
Что представляет собой характеристическая функция
дополнения множества ,
пересечения множеств и ,
объединения множеств и ?
Дать другое доказательство задачи 21.
Пусть дано объектов () и пусть свойством обладают все кроме первого, свойством — все кроме второго, , свойством — все кроме последнего, -го объекта. Что дает 21 в этом случае?
Доказать задачу I 189 комбинаторным рассуждением (ср. задачу 21 выше и задачу I 192).
Доказать задачу I 208 комбинаторным рассуждением.
Доказать, что
Определения см. I, гл. 4, § 3; если условие не выполнено, то следует считать равным 0.
Сколько из членов в разложении определителя -го порядка обращается в нуль, если положить все элементы главной диагонали равными нулю?
В другой формулировке, как «jeu de rencontre», у Montmort и A. de Moivre. См. Euler, Opera omnia, серия 1, т. 7, стр. 11, Leipzig und Berlin, B. G. Teubner, 1923.
Пусть — взаимно простые целые положительные числа. Сколько из чисел не делится ни на одно из этих чисел ?
Пусть будут различные простые множители числа . Число чисел, меньших и взаимно простых с ним, равно
Euler.
Пусть дано произвольных объектов, могущих, как в 21, обладать свойствами . Пусть каждому отдельному объекту приписано некоторое числовое значение. Обозначим через сумму числовых значений тех объектов, которые обладают свойством , через сумму числовых значений объектов со свойством и т. д. Аналогично будем обозначать через сумму числовых значений тех объектов, которые одновременно обладают свойствами и , соотв. и , соотв. и , соотв. и . Пусть, наконец, — сумма числовых значений всех объектов. Тогда сумма числовых значений объектов, не обладающих ни одним из свойств , будет равна
Пусть — взаимно простые с числа, меньшие, чем (). Показать, что
где — различные простые множители , а — их число.
Число , искомое в 21, удовлетворяет соотношениям
Короче говоря, в несколько расширенном смысле этого термина (см. введение к задачам I 140 и I 144), выражение, приведенное в 21, «обвертывает» .
Пусть — число свойств, рассматриваемых в 21. Положим
и пусть обозначает число тех объектов, которые обладают в точности из рассматриваемых свойств, . Легко видеть (обнаружить связь с биномиальными коэффициентами), что