题目内容
已知集合,其中,由中的元素构成两个相应的集合:,.其中是有序数对,集合和中的元素个数分别为和.若对于任意的,总有,则称集合具有性质.
(I)检验集合与是否具有性质并对其中具有性质的集合,写出相应的集合和;
(II)对任何具有性质的集合,证明:;
(III)判断和的大小关系,并证明你的结论.
(I)检验集合与是否具有性质并对其中具有性质的集合,写出相应的集合和;
(II)对任何具有性质的集合,证明:;
(III)判断和的大小关系,并证明你的结论.
(I);
(II)
(III)
(II)
(III)
解:集合不具有性质.
集合具有性质,其相应的集合和是,
.
(II)证明:首先,由中元素构成的有序数对共有个.
因为,所以;
又因为当时,时,,所以当时,.
从而,集合中元素的个数最多为,
即.
(III)解:,证明如下:
(1)对于,根据定义,,,且,从而.
如果与是的不同元素,那么与中至少有一个不成立,从而与中也至少有一个不成立.
故与也是的不同元素.
可见,中元素的个数不多于中元素的个数,即,
(2)对于,根据定义,,,且,从而.如果与是的不同元素,那么与中至少有一个不成立,从而与中也不至少有一个不成立,
故与也是的不同元素.
可见,中元素的个数不多于中元素的个数,即,
由(1)(2)可知,.
集合具有性质,其相应的集合和是,
.
(II)证明:首先,由中元素构成的有序数对共有个.
因为,所以;
又因为当时,时,,所以当时,.
从而,集合中元素的个数最多为,
即.
(III)解:,证明如下:
(1)对于,根据定义,,,且,从而.
如果与是的不同元素,那么与中至少有一个不成立,从而与中也至少有一个不成立.
故与也是的不同元素.
可见,中元素的个数不多于中元素的个数,即,
(2)对于,根据定义,,,且,从而.如果与是的不同元素,那么与中至少有一个不成立,从而与中也不至少有一个不成立,
故与也是的不同元素.
可见,中元素的个数不多于中元素的个数,即,
由(1)(2)可知,.
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