题目内容
【题目】已知数集具有性质
:对任意的
,
,使得
成立.
(Ⅰ)分别判断数集与
是否具有性质
,并说明理由;
(Ⅱ)求证;
(Ⅲ)若,求数集
中所有元素的和的最小值.
【答案】(1)具有(2)见解析(3)最小值为
【解析】试题分析:
(1)利用性质的含义及特例可判断数集
不具有性质
,数集
具有性质
.(2)数集
具有性质
可得
,
,
,
,
将上述不等式相加得,化简得
,即为所求.(3)由
及性质
可得
,从而易知数集
的元素都是整数,构造
或者
,此时元素和为
,然后再证明
是最小的和.
试题解析:
()∵
,
∴数集不具有性质
.
∵,
,
,
∴数集具有性质
.
()∵集合
具有性质
即对任意的
,
,
使得
成立,
又,
,
∴,
,
∴,
,
∴,
即,
,
,
,
将上述不等式相加得,
化简得.
()最小值为
.
首先注意到,根据性质
,得到
,
所以易知数集的元素都是整数,
构造或者
,这两个集合具有性质
,此时元素和为
.
下面,证明是最小的和.
假设数集,满足
最小(存在性显然,因为满足
的数集
只有有限个).
第一步:首先说明集合中至少有
个元素:
由()可知,
,
,
,
又,
∴,
,
,
,
,
,
∴.
第二步:证明,
,
,
若,设
,
∵,为了使
最小,
在集合中一定不含有元素
,使得
,
从而;
若,根据性质
,对
,有
,
,使得
,
显然,
∴,
此时集合中至少有
个不同于
,
,
的元素,
从而,矛盾,
∴,进而,
,且
.
同理可证:若,则
.
假设,
∵,根据性质
,有
,
,使得
,
显然,
∴,
此时集合中至少还有
个不同于
,
,
,
的元素,
从而,矛盾,
∴,且
,
同理可证:若,则
.
假设,
∵,根据性质
,有
,
,使得
,
显然,
∴,
此时集合中至少还有
个不同于
,
,
,
,
的元素,
从而,矛盾,
∴,且
.
至此,我们得到,
,
,
,
,
根据性质,有
,
,使得
,我们需要考虑如下几种情形:
①,
,此时集合中至少还需要一个大于等于
的元素
,才能得到元素
,则
;
②,
,此时集合中至少还需要一个大于
的元素
,才能得到元素
,则
;
③,
,此时集合
,
;
④,
,此时集合
,
.
综上所述,若,则数集
中所有元素的和的最小值是
.

【题目】为了调查喜欢旅游是否与性别有关,调查人员就“是否喜欢旅游”这个问题,在火车站分别随机调研了 名女性或
名男性,根据调研结果得到如图所示的等高条形图.
(1)完成下列 列联表:
喜欢旅游 | 不喜欢旅游 | 估计 | |
女性 | |||
男性 | |||
合计 |
(2)能否在犯错误概率不超过 的前提下认为“喜欢旅游与性别有关”.
附:
参考公式: ,其中