已知集合A={a1,a2,…,ak(k≥2)},其中ai∈Z(i=1,2,…,k),由A中的元素构成两个相应的集合:S={(a,b)|a∈A,b∈A,a+b∈A},T={(a,b)|a∈A,b∈A,a-b∈A}.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a∈A,总有-a∉A,则称集合A具有性质P.(Ⅰ)检验集合{0,1,2,3}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;(Ⅱ)对任何具有性质P的集合A,证明:n≤k(k−1)2;(Ⅲ)判断m和n的大小关系,并证明你的结论.

问题描述:

已知集合A={a1,a2,…,ak(k≥2)},其中ai∈Z(i=1,2,…,k),由A中的元素构成两个相应的集合:S={(a,b)|a∈A,b∈A,a+b∈A},T={(a,b)|a∈A,b∈A,a-b∈A}.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a∈A,总有-a∉A,则称集合A具有性质P.
(Ⅰ)检验集合{0,1,2,3}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;
(Ⅱ)对任何具有性质P的集合A,证明:n≤

k(k−1)
2

(Ⅲ)判断m和n的大小关系,并证明你的结论.

(I)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=(-1,3),(3,-1),T=(2,-1),(2,3).(II)证明:首先,由A中元素构成的有序数对(ai,aj)共有k2个.因为0∉A,所以...
答案解析:(I)利用性质P的定义判断出具有性质P的集合,利用集合S,T的定义写出S,T.
(II)据具有性质P的集合满足a∈A,总有-a∉A,得到0∉A得到(ai,ai)∉T;当(ai,aj)∈T时,(aj,ai)∉T,求出T中的元素个数.
(III)对应S中的元素据S,T的定义得到也是T中的元素,反之对于T中的元素也是s中的元素,得到两个集合中的元素相同.
考试点:元素与集合关系的判断;集合的含义.
知识点:本题考查利用题中的新定义解题;新定义题是近几年常考的题型,要重视.