关于组合数学学生分组问题中反证法否定命题的理解疑问
关于组合数学学生分组问题中反证法否定命题的理解疑问
最近碰到这么一个组合数学题,还有配套的解答,但我卡在反证法里的命题否定环节了,实在搞不懂怎么来的,先把问题和解答的关键部分给大家说说:
原问题
有12名学生在Fat先生的组合数学课上。每周开始时,Fat先生会布置一个项目,学生们分成6组(每组必须两人,不能单独完成),每周的分组可以自由选择。证明:无论学生们怎么选搭档,总有两名学生,使得至少存在另外5名学生,要么都和这两人合作过,要么都没和这两人合作过。
原解答的核心定义与反证思路
解答里先做了两个集合定义:
- 设$A = {s_1, s_2, ..., s_{12}}$是全体学生的集合,$B = {(s_i, s_j) | 1 \leq i < j \leq 12}$是所有学生对的集合,算下来$|B|=66$。
- 定义了一个「连接」关系:如果学生$s_i$和学生对$(s_j,s_k)$三者互不相同,而且$s_i$只和$s_j$、$s_k$中的一个人合作过,就称$s_i$和$(s_j,s_k)$是连接的。
- 记$S$是所有这种连接关系的集合,也就是$S = {[s_i,(s_j, s_k)] | s_i$和$(s_j,s_k)$是连接的$}$。
然后解答用了反证法,它说:我们假设原命题不成立,也就是某个时刻,每一对学生$(s_j,s_k)$都至少和6名学生连接(即$|S(*,(s_j,s_k))| \geq 6$)。之后通过计算$|S|$的上下界(下界是$6×66=396$,上界是$30×12=360$),得出矛盾,从而证明原命题成立。
我的疑问
我现在完全搞不懂的是:原命题的否定怎么就变成了“每一对学生都至少和6名学生连接”呢?原命题说的是存在两个学生,满足后面的条件,它的否定难道不是“对任意两个学生,都不满足后面的条件”吗?这和解答里说的那个否定怎么对应上的啊?
备注:内容来源于stack exchange,提问作者SuperMaxAli
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