Cho tập và là các tập con của sao cho với mọi có đúng một trong các tập là tập rỗng. Tìm giá trị lớn nhất có thể có của .
(Với , ký hiệu là phần bù của tập trong tập ).

Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
Lời giải (Bài toán 0.4, LMF - Chuyên Lam Sơn - Thanh Hóa - P4):
Tổng quát bài toán với , để ý các tập con sau đây thỏa mãn:

Do đó . Ta sẽ chứng minh rằng là giá trị lớn nhất của thỏa mãn yêu cầu đề bài.
Với , rõ ràng . Với , dễ thấy .
Giả sử giá trị lớn nhất của là với mọi .
Gọi là một họ các tập con cực đại thoả mãn yêu cầu bài toán.
Rõ ràng theo ví dụ ban đầu.
Lưu ý rằng tập rỗng và tập đều không thuộc .
Nếu trong không có cả lẫn với , ta có thể thêm một trong hai tập đó vào và làm lớn hơn họ . Rõ ràng cả và không thể đồng thời thuộc , do đó chỉ một trong hai tập hoặc thuộc với mọi .
Xét , ta có thể thay bởi . Do đó ta có thể giả sử rằng

Bây giờ ta chọn một tập sao cho và

Vì , do đó theo nguyên lí Dirichlet thì luôn tồn tại ít nhất một tập như vậy. Không mất tính tổng quát, ta có thể giả sử thuộc tập .
Xét tập bất kỳ khác , và . Ta có các trường hợp sau:
- Nếu , khi đó .
- Nếu thì , do đó .
- Nếu thì và do đó , mâu thuẫn với giả thiết . Vậy .
- Nếu , thì .
Với lẻ, ta có và do đó .
Với chẵn, trường hợp duy nhất là nhưng khi đó và .
Vì vậy hoặc với mọi khác , và .
Do đó bằng cách bỏ và ra khỏi rồi gộp thành một phần tử duy nhất, ta thu được một họ cực đại các tập con ứng với trường hợp .
Theo giả thiết quy nạp ta có và đồng thời .
Từ đó nên giá trị lớn nhất của thỏa mãn yêu cầu đề bài là .
Câu hỏi này trích từ đề thi chính thức:

Kiểm Tra Khảo Sát Chọn Học Sinh HSG Quốc Gia Toán 2025-2026 - Ngày 26/08/2025

3 câu hỏi•Thời gian 180 phút•Chấm điểm & giải thích chi tiết

Các câu hỏi khác trong đề (3 câu)

Xem toàn bộ đề →
Luyện nhanh tại chỗ • Chọn đáp án để kiểm tra ngay

Thử sức thêm các câu hỏi trắc nghiệm cùng môn

Câu luyện thêm 1Trích từ: Đề Cuối Học Kỳ 2 Toán 12 THPT Trường Chinh - TP. Hồ Chí Minh 2025-2026
Nếu và thì bằng
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 2Trích từ: Đề Cuối Học Kỳ 2 Toán 12 THPT Trường Chinh - TP. Hồ Chí Minh 2025-2026
Trong không gian Oxyz, điểm nào dưới đây thuộc đường thẳng d có phương trình ?
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 3Trích từ: Đề Cuối Học Kỳ 2 Toán 12 THPT Trường Chinh - TP. Hồ Chí Minh 2025-2026
Trong không gian Oxyz, phương trình đường thẳng đi qua điểm và có một véc tơ chỉ phương là
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 4Trích từ: Đề Cuối Học Kỳ 2 Toán 12 THPT Trường Chinh - TP. Hồ Chí Minh 2025-2026
Diện tích hình phẳng giới hạn bởi các đường , , , bằng
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 5Trích từ: Đề Cuối Học Kỳ 2 Toán 12 THPT Trường Chinh - TP. Hồ Chí Minh 2025-2026
Cho hai biến cố , thoả mãn ; ; . Khi đó, bằng
Xem trang câu hỏi →
Câu luyện thêm 6Trích từ: Đề Cuối Học Kỳ 2 Toán 12 THPT Trường Chinh - TP. Hồ Chí Minh 2025-2026
Trong không gian với hệ tọa độ , cho mặt phẳng có phương trình . Tọa độ véc tơ pháp tuyến của là
Xem trang câu hỏi →

Muốn biết hiện tại bạn đạt khoảng bao nhiêu điểm ở môn này? Làm thử đề nhanh 15 phút để hệ thống chấm điểm ngay.

Làm đề nhanh 15 phút ngay