设集合A={(x,y)|y2=x+1},集合B={(x,y)|4x2+2x-2y+5=0},集合C={(x,y)|y=kx+b},问是否存在自然数k,b,使(A∪B)∩C=∅?证明你的结论.

问题描述:

设集合A={(x,y)|y2=x+1},集合B={(x,y)|4x2+2x-2y+5=0},集合C={(x,y)|y=kx+b},问是否存在自然数k,b,使(A∪B)∩C=∅?证明你的结论.

∵(A∪B)∩C=(A∩C)∪(B∩C)=φ,
∴A∩C=φ且B∩C=φ,即方程组

y2=x+1
y=kx+b
k2x2+(2kb−1)x+b2-1=0…①无解.
当k=0时,方程①有解x=b2-1,与题意不符,
∴k≠0,①无解⇒△1=(2kb-1)2-4k2(b2-1)<0⇒b>
4k2+1
4k

∵k∈N,∴b>1.
由方程组
4x2+2x−2y+5=0
y=kx+b
⇒4x2
+2(1-k)x+5-2b=0…②无解,即
2=4(1−k)2−16(5−2b)<0
⇒b<
20−(k−1)2
8
20
8

∴要①、②同时无解,则1<b≤
20
8
,但b∈N
∴b=2,从而可得k=1.
∴存在自然数k=1,b=2,使(A∪B)∩C=φ.