子集和谜题:有多少个和能被五整除?

原标题A Subset-Sum Puzzle: How Many Sums Are Divisible by Five?

一个小例子让看似庞大的计数问题变得具体;求出 2000 个数字的精确答案则需要更深入的思路。

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3Blue1Brown
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2024年1月22日
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3Blue1Brown 提出一道关于 1 到 2000 的整数子集的计数题,并用五个数字的例子说明问题。这段短片指向另一段长视频,后者给出解法。

  1. 1问题统计集合 {1, …, 2000} 中元素之和为五的倍数的子集。
  2. 2较小的例子集合 {1, 2, 3, 4, 5} 的 32 个子集中,有八个的和能被五整除。
  3. 3精确计数挑战是求出较大集合的精确答案,而不是只作估计。

要点建议

  1. 问题要求统计元素之和能被五整除的子集。
  2. 集合 {1, 2, 3, 4, 5} 有 32 个子集,其中八个的和能被五整除。
  3. 完整集合有 2^2000 个子集,精确计数是更大的挑战。
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01

谜题与小例子

讲述者提出子集和问题,并用五个数字举例说明。

集合 {1, 2, 3, …, 2000} 有多少个子集,其元素之和是五的倍数?问题容易表述,挑战在于求出精确数量。

五个数字的例子
幻灯片 1 / 1五个数字的例子图示列出子集及其元素之和,说明哪些总和能被五整除。

先看较小的集合 {1, 2, 3, 4, 5}。它有 2^5 = 32 个子集。把每个子集的元素相加并按结果分组,会发现八个子集的和能被五整除;空集也算在内,因为它的和是零。

02

更大的挑战

求出 2000 个数字对应的精确计数需要更深入的技巧,链接中的完整视频会解释。

从 1 到 2000 的集合有 2^2000 个子集。你可能想先估计答案,但这道题要求精确计数。讲述者在[完整视频](https://youtu.be/bOXCLR3Wric)中介绍了一种令人惊喜的数学技巧;这段短片本身没有给出解法。

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