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20集合与逻辑基础★★★★★
已知集合 A={a1,a2,⋯ ,ak}A = \{a_{1}, a_{2}, \cdots, a_{k}\}A={a1​,a2​,⋯,ak​}(k⩾2k \geqslant 2k⩾2),其中 ai∈Za_{i} \in \mathbf{Z}ai​∈Z(i=1i = 1i=1,222,⋯\cdots⋯,kkk). 由 AAA 中的元素构成两个相应的集合:S={(a,b)∣a∈A,b∈A,a+b∈A}S = \{(a, b) \mid a \in A, b \in A, a + b \in A\}S={(a,b)∣a∈A,b∈A,a+b∈A};T={(a,b)∣a∈A,b∈A,a−b∈A}T = \{(a, b) \mid a \in A, b \in A, a - b \in A\}T={(a,b)∣a∈A,b∈A,a−b∈A},其中 (a,b)(a, b)(a,b) 是有序数对,集合 SSS 和 TTT 中的元素个数分别为 mmm 和 nnn. 若对于任意的 a∈Aa \in Aa∈A,总有 −a∉A-a \notin A−a∈/A,则称集合 AAA 具有性质 PPP.
(1) 检验集合 {0,1,2,3}\{0, 1, 2, 3\}{0,1,2,3} 与 {−1,2,3}\{-1, 2, 3\}{−1,2,3} 是否具有性质 PPP,并对其中具有性质 PPP 的集合,写出相应的集合 SSS 和 TTT. (2) 对任何具有性质 PPP 的集合 AAA,证明:n⩽k(k−1)2n \leqslant \frac{k(k - 1)}{2}n⩽2k(k−1)​. (3) 判断 mmm 和 nnn 的大小关系,并证明你的结论.

2007 · 北京 · 理 · 第 20 题 · 解答题

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