题目内容

已知非空有限实数集S的所有非空子集依次记为S1,S2,S3,…,集合Sk中所有元素的平均值记为bk.将所有bk组成数组T:b1,b2,b3,…,数组T中所有数的平均值记为m(T).
(1)若S={1,2},求m(T);
(2)若S={a1,a2,…,an}(n∈N*,n≥2),求m(T).
考点:集合的包含关系判断及应用,元素与集合关系的判断
专题:计算题
分析:(1)先求出S={1,2}的所有非空子集为{1},{2},{1,2},利用m(T)的定义求出其值
(2)利用组合数及m(T)的定义求出m(T)=
n
i=1
ai+
1
2
C
1
n-1
n
i=1
ai+
1
3
C
2
n-1
n
i=1
ai+…+
1
n
C
n-1
n-1
n
i=1
ai
C
1
n
+
C
2
n
+
C
3
n
+…+
C
n
n
,利用组合数的性质,化简求值.
解答: 解:(1)S={1,2}的所有非空子集为{1},{2},{1,2},
∴数组T为:1,2,
3
2

∴m(T)=
1+2+
3
2
3
=
3
2

(2)∵S={a1,a2,…,an}
∴m(T)=
n
i=1
ai+
1
2
C
1
n-1
n
i=1
ai+
1
3
C
2
n-1
n
i=1
ai+…+
1
n
C
n-1
n-1
n
i=1
ai
C
1
n
+
C
2
n
+
C
3
n
+…+
C
n
n

1+
1
2
C
1
n-1
+
1
3
C
2
n-1
+…+
1
n
C
n-1
n-1
C
1
n
+
C
2
n
+
C
3
n
+…+
C
n
n
n
i=1
ai

又∵
1
k
C
k-1
n-1
=
1
k
(n-1)!
(k-1)!(n-k)!
=
1
n
n!
(n-k)!k!
=
1
n
C
k
n

∴m(T)=
1
n
C
1
n
+
1
n
C
2
n
+
1
n
C
3
n
+…+
1
n
C
n-1
n-1
C
1
n
+
C
2
n
+
C
3
n
+…+
C
n
n
n
i=1
ai

=
1
n
n
i
ai
点评:本题考查集合的子集及组合的应用,关键是弄清楚题中对新概念的理解,属于一道难题.
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