考虑集合 $S=\{1,2,\cdots,10\}$ 的所有非空子集,若一个非空子集中的偶数的数目不少于奇数的数目,称这个子集是“好子集”,则“好子集”的数目有 \((\qquad)\)
A: $631$
B: $633$
C: $635$
D: $637$
【难度】
【出处】
2008年全国高中数学联赛天津市预赛
【标注】
【答案】
D
【解析】
方法一:设一个“好子集”中有 $i(i=1,2,3,4,5)$ 个偶数,则奇数的数目可以有 $j=0,1,\cdots,i$ 个,因此“好子集”的数目为\[\begin{split}\sum\limits_{i=1}^5\left[\mathrm C_5^i\sum\limits_{j=0}^i\mathrm C_5^j\right]&=\mathrm C_5^1(\mathrm C_5^0+\mathrm C_5^1)+\mathrm C_5^2(\mathrm C_5^0+\mathrm C_5^1+\mathrm C_5^2)+\mathrm C_5^3(\mathrm C_5^0+\mathrm C_5^1+\mathrm C_5^2+\mathrm C_5^3)\\&+\mathrm C_5^4(\mathrm C_5^0+\mathrm C_5^1+\mathrm C_5^2+\mathrm C_5^3+\mathrm C_5^4)+\mathrm C_5^5(\mathrm C_5^0+\mathrm C_5^1+\mathrm C_5^2+\mathrm C_5^3+\mathrm C_5^4+\mathrm C_5^5)\\&=637.\end{split}\]故选D.
方法二: $S$ 的非空子集共有 $2^{10}-1=1023$(个),根据子集中偶数与奇数个数的多少可分为三类:$(1)$ 偶数多于奇数;$(2)$ 奇数多于偶数;$(3)$ 奇数与偶数个数相等.由于 $S$ 中的 $10$ 个元素偶数与奇数的个数相等,所以 $(1)$、$(2)$ 的子集数相等.现考虑第三类,分别考虑含有 $2$、$4$、$6$、$8$、$10$ 个元素子集的数目,则共有子集数为$$\mathrm C_5^1\cdot \mathrm C_5^1+\mathrm C_5^2\cdot \mathrm C_5^2+\mathrm C_5^3\cdot \mathrm C_5^3+\mathrm C_5^4\cdot \mathrm C_5^4+1=251.$$所以,第一类子集数为 $\dfrac 12\left(1023-251\right)=386$.
因此,“好子集”的数目为 $386+251=637$(个).故选D.
题目 答案 解析 备注
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