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解答题对于正整数a,b,存在唯一一对整数q和r,使得a=bq+r,0≤r<b.特别地,

答案:2  悬赏:70  手机版
解决时间 2021-04-12 17:12
解答题 对于正整数a,b,存在唯一一对整数q和r,使得a=bq+r,0≤r<b.特别地,当r=0时,称b能整除a,记作b|a,已知A={1,2,3,…,23}.
(Ⅰ)存在q∈A,使得2011=91q+r(0≤r<91),试求q,r的值;
(Ⅱ)求证:不存在这样的函数f:A→{1,2,3},使得对任意的整数x1,x2∈A,若|x1-x2|∈{1,2,3},则f(x1)≠f(x2);
(Ⅲ)若B?A,card(B)=12(card(B)指集合B?中的元素的个数),且存在a,b∈B,b<a,b|a,则称B为“和谐集”.求最大的m∈A,使含m的集合A的有12个元素的任意子集为“和谐集”,并说明理由.
最佳答案
解:(Ⅰ)因为2011=91×22+9,所以q=22,r=9.…(2分)
(Ⅱ)证明:假设存在这样的函数f:A→{1,2,3},使得对任意的整数x,y,若|x-y|∈{1,2,3},则f(x)≠f(y).
设f(1)=a,a∈{1,2,3},f(2)=b,b∈{1,2,3},由已知a≠b,由于|3-1|=2,|3-2|=1,所以f(3)≠f(1),f(3)≠f(2).
不妨令f(3)=c,c∈{1,2,3},这里c≠a,且c≠b,同理,f(4)≠b,且f(4)≠c,
因为{1,2,3}只有三个元素,所以f(4)=a.即f(1)=f(4),但是|4-1|=3,与已知矛盾.
因此假设不成立,即不存在这样的函数f:A→{1,2,3},使得对任意的整数x,y,若|x-y|∈{1,2,3},则f(x)≠f(y).…(8分)
(Ⅲ)当m=8时,记M={7+i|i=1,2,…,16},N={2(7+i)|i=1,2,3,4}记P=CMN,则card(P)=12,显然对任意1≤i<j≤16,不存在n≥3,使得7+j=n(7+i)成立.故P是非“和谐集”,此时P={8,9,10,11,12,13,14,15,17,19,21,23}.同样的,当m=9,10,11,12时,存在含m的集合A的有12个元素的子集为非“和谐集”.因此m≤7.…(10分)
下面证明:含7的任意集合A的有12个元素的子集为“和谐集”.
设B={a1,a2,…,a11,7},若1,14,21中之一为集合B的元素,显然为“和谐集”.
现考虑1,14,21都不属于集合B,构造集合B1={2,4,8,16},B2={3,6,12},B3={5,10,20},B4={9,18},B5={11,22},B'={13,15,17,19,23}.
以上B1,B2,B3,B4,B5每个集合中的元素都是倍数关系.考虑B'?B的情况,也即B'中5个元素全都是B的元素,B中剩下6个元素必须从B1,B2,B3,B4,B5这5个集合中选取6个元素,那么至少有一个集合有两个元素被选,即集合B中至少有两个元素存在倍数关系.
综上所述,含7的任意集合A的有12个元素的子集B为“和谐集”,即m的最大值为7.…(14分)解析分析:(Ⅰ)将2011除以91,便可求相应的商与余数;(Ⅱ)假设存在这样的函数,若f(1)=a,a∈{1,2,3},f(2)=b,b∈{1,2,3},则(3)≠f(1),f(3)≠f(2),令f(3)=c,c∈{1,2,3},这里c≠a,且c≠b,同理有,f(4)≠b,且f(4)≠c,从而引出矛盾;(Ⅲ)先证明m=8,9,10,11,12时,不存在含m的集合A的有12个元素的子集为非“和谐集”.再证明:含7的任意集合A的有12个元素的子集为“和谐集”.点评:本题是新定义题,解答的关键是读懂题意,巧妙运用,有一定的难度.
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