Question

【題目】已知等差數(shù)列的前項(xiàng)和為，集合，集合B＝{x2﹣y2＝1，x，y∈R}，請(qǐng)判斷下列三個(gè)命題的真假.若為真，請(qǐng)給予證明；若為假，請(qǐng)舉出反例.

（1）以集合中的元素為坐標(biāo)的點(diǎn)均在同一條直線上；

（2）A∩B至多有一個(gè)元素；

（3）當(dāng)a1≠0時(shí)，一定有A∩B≠．.

Answer 1

【答案】（1）真命題，點(diǎn)（an，）均在直線y＝x+a1上，見解析；（2）真命題，見解析；（3）假命題，見解析

【解析】

（1）在等差數(shù)列中，寫出數(shù)列的前n項(xiàng)和的公式，表達(dá)出集合中的元素，得到點(diǎn)的坐標(biāo)適合直線的方程．

（2）列出方程組，利用消元法求出方程組的解，驗(yàn)證這個(gè)方程組只有一個(gè)解，得到這個(gè)集合至多有一個(gè)元素．

（3）驗(yàn)證當(dāng)首項(xiàng)為1，公差為1時(shí)，集合A中的元素作為點(diǎn)的坐標(biāo)，其橫、縱坐標(biāo)均為正，由于a1＝1≠0，如果A∩B≠，根據(jù)（2）的結(jié)論，A∩B至多有一個(gè)元素（x0，y0），當(dāng)a1≠0時(shí)，一定有A∩B≠是不正確的．

（1）在等差數(shù)列{an}中，對(duì)一切n∈N*，有Sn＝，則，

這表明點(diǎn)（an，）適合方程y＝（x+a1），于是點(diǎn)（an，）均在直線y＝x+a1上．

（2）設(shè)（x，y）∈A∩B，則x，y是方程組的解，

由方程組消去y得2a1x+a12＝﹣4，

當(dāng)a1＝0時(shí)，方程2a1x+a12＝﹣4無解，此時(shí)A∩B＝；

當(dāng)a1≠0時(shí)，方程2a1x+a12＝﹣4只有一個(gè)解x＝，此時(shí)，方程組只有一解，

故上述方程組至多有解，∴A∩B至多有一個(gè)元素．

（3）取a1＝1，d＝1，對(duì)一切的n∈N*，有an＝a1+（n﹣1）d＝n＞0，＞0，

這時(shí)集合A中的元素作為點(diǎn)的坐標(biāo)，其橫、縱坐標(biāo)均為正，另外，由于a1＝1≠0，如果A∩B≠，

那么根據(jù)（2）的結(jié)論，A∩B至多有一個(gè)元素（x0，y0），

而x0＝＝﹣＜0，y0＝＝﹣＜0，這樣的（x0，y0）A，產(chǎn)生矛盾，故a1＝1，d＝1時(shí)，A∩B＝，

∴當(dāng)a1≠0時(shí)，一定有A∩B≠是不正確的．