易混 一试训练题 · P013410
用整数倍构造集合元素时,要核查哪些系数确实允许使用:任意整数系数与仅由加法封闭得到的正整数次重复相加并不等价。
线性生成题明确允许负系数,可直接相消;加法封闭题不能先假设负倍数入集,必须利用已给的正负元素逐步构造。
以某些整数为元素的集合 具有下列性质:(1) 中的元素有正数和负数;(2) 中的元素有奇数和偶数; (3);(4)若 ,则 。 试判断实数 和 与集合 的关系。
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
利用加法封闭性,先把一个正元素和一个负元素凑成零。
判断另一个指定整数能否入集时,可反设它在集合中,再把已有奇数变成负奇数,尝试凑出题设禁止的元素;不必使用抽象的子群定理。
由性质(1)可取正整数 ,使 。反复使用加法封闭性,有 ,故 。
现反设 。由性质(2)可取奇数 。取充分大的正整数 ,使 。因为 是 的正整数倍,故 ,并且 为负奇数。 若 ,直接矛盾;若 ,把 与 个 相加,仍得到 ,也与性质(3)矛盾。因此 。
所求为 。
条件本身可以同时满足,例如 中既有正负数,也有奇偶数,且不含 。反证中若构造出的负奇数已为 ,应立即停止;只有它不大于 时才添加正整数个 ,所以没有偷偷使用负倍数或“加零次也在集内”的假设。
对加法封闭的整数集,正整数倍可以由重复相加得到,负倍数却不能未经证明就使用。先借正负元素制造需要的符号,再以奇偶性调整到禁值,能把存在条件转成初等的构造性矛盾。
需要利用已有负数把任意奇元素移成负奇数,再由假设存在2构造被禁止的负1。
已记下,谢谢!