Question

【題目】對(duì)于集合,,,,定義.集合中的元素個(gè)數(shù)記為.規(guī)定：若集合滿足,則稱集合具有性質(zhì).

(1)已知集合,,寫出,的值；

(2)已知集合,其中,證明：有性質(zhì)；

(3)已知集合,有性質(zhì),且求的最小值.

Answer 1

【答案】(1) (2)證明過(guò)程見解析； (3) .

【解析】

(1)利用定義,通過(guò)計(jì)算可以求出,的值；

(2)可以知道集合中的元素組成首項(xiàng)為,公比為的等比數(shù)列,只要證明這個(gè)等比數(shù)列中的任意兩項(xiàng)(包括本身與本身)的和不在這個(gè)數(shù)列中即可.

(3) 根據(jù),有性質(zhì)了,可以知道集合中元素的性質(zhì),這樣可以求出的最小值.

(1) 根據(jù)定義可得：,.

所以

(2) 數(shù)列的通項(xiàng)公式為：.

若存在成立，則,因此有,即有.

等式的左邊是2的倍數(shù),右邊是3的倍數(shù),故等式不成立,因此等比數(shù)列中的任意兩項(xiàng)(包括本身與本身)的和不在這個(gè)數(shù)列中

所以中的元素的個(gè)數(shù)為：,即

,所以有性質(zhì)；

(3) 集合具有性質(zhì),所以集合中的任意兩個(gè)元素的和都不在該集合中,也就是集合中的任意兩個(gè)元素的和都不相等,對(duì)于任意的有,也就是任意兩個(gè)元素的差的絕對(duì)值不相等.

設(shè),所以

集合具有性質(zhì) ,

集合,有性質(zhì),且

(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),取等號(hào)).

所以的最小值為.