每日一题[2395]同余分划

已知 $S$ 是集合 $\{1,2,3,\cdots,2021\}$ 的子集,且 $S$ 中的任何两个不同元素之和不是 $5$ 的倍数,则 $S$ 中的元素个数的最大值为(       )

A.$808$

B.$809$

C.$810$

D.$811$

答案    C.

解析    按照模 $5$ 的余数对集合 $\{1,2,3,\cdots,2021\}$ 进行分划,有\[\begin{split} A_0=\{5,10,\cdots,2020\},\\ A_1=\{1,6,\cdots,2021\},\\ A_2=\{2,7,\cdots,2017\},\\ A_3=\{3,8,\cdots,2018\},\\ A_4=\{4,9,\cdots,2019\},\end{split}\] 其中 $\mathop{\rm Card}(A_0)=404$,$\mathop{\rm Card}(A_1)=405$,$\mathop{\rm Card}(A_2)=404$,$\mathop{\rm Card}(A_3)=404$,$\mathop{\rm Card}(A_0)=404$.因此取 $A_1\cup A_2$,再取 $A_0$ 中的任意一个元素,可得符合题意的集合 $S$,且\[\mathop{\rm Card}(S)=405+404+1=810.\]当 $\mathop{\rm Card}(S)\geqslant 811$ 个时,必然会出现 $S$ 中的两个不同元素 $a,b$ 满足下列情形之一: ① $a,b\in A_0$; ② $a\in A_1$ 且 $b\in A_4$; ③ $a\in A_2$ 且 $b\in A_3$. 不符合题意. 综上所述,$S$ 中的元素个数的最大值为 $810$.

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