题目内容

(2007北京,20)已知集合,其中.由A中的元素构成两个相应的集合:;,其中(a,b)是有序数对.集合S和T中的元素个数分别为m和n.

若对于任意的,总有,则称集合A具有性质P.

(1)检验集合{0,l,2,3}与{-1,2,3}是否具有性质P,并对其中具有性质P的集合,写出相应的集合S和T;

(2)对任何具有性质P的集合A,证明:;

(3)判断m和n的大小关系,并证明你的结论.

答案:略
解析:

解析:(1)集合{0,1,2,3}不具有性质P.

集合{-1,2,3}具有性质P,其相应的集合S和T是

S={(-l,3),(3,-1)},

T={(2,-1),(2,3)}.

(2)首先,由A中元素构成的有序数对共有个.因为,所以;

又因为当时,,所以当时,,从而,集合T中元素的个数最多为,即.

(3)m=n.证明如下:

①对于,根据定义,,,且,从而.

如果(a,b)与(c,d)是S的不同元素,那么a=c与b=d中至少有一个不成立,

从而a+b=c+d与b=d中也至少有一个不成立,故(a+b,b)与(c+d,d)也是T的不同元素.

可见,S中元素的个数不多于T中元素的个数,即m≤n.

②对于,根据定义,,,且,从而.

如果(a,b)与(c,d)是T的不同元素,那么a=c与b=d中至少有一个不成立,从而a-b=c-d与b=d中也至少有一个不成立,故(a-b,b)与(c-d,d)也是S的不同元素.

可见,T中元素的个数不多于S中元素的个数,即n≤m.

由①②可知,m=n.


提示:

剖析:本题考查集合的运算与性质、不等式的证明以及对新知识的理解能力.


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