2007 AIME II 第 10 题
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10.
令 为一个有六个元素的集合。令 为 的所有子集组成的集合。集合 的子集 和 (不一定不同)从 中独立随机选取。 被包含在 或 中至少一个集合内的概率为 , 其中 , , 是正整数, 是质数,且 与 互质。求 。(集合 是 中不属于 的所有元素组成的集合。)
Let be a set with six elements. Let be the set of all subsets of Subsets and of not necessarily distinct, are chosen independently and at random from The probability that is contained in at least one of or is where and are positive integers, is prime, and and are relatively prime. Find (The set is the set of all elements of which are not in )
答案:710
解答:
固定一个满足 的集合 。有 个子集满足 ,有 个子集满足 ,且只有空集被重复计算,所以成功的 有 种。因为大小为 的集合 有 个,且 和 各有 种选择,所以概率为 这里用到了 。
化简为 。因为 是奇数,所以 , , , 因而 。
Fix with There are subsets and subsets and only the empty set is counted twice, so choices of succeed. Since there are sets of size and choices for each of and the probability is using
This simplifies to Since is odd, we take and
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