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:
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参考公式:
,其中