Question

【題目】我們稱一個(gè)非負(fù)整數(shù)集合（非空）為好集合,若對任意,或者,或者.以下記為的元素個(gè)數(shù).

（Ⅰ）給出所有的元素均小于的好集合;（給出結(jié)論即可）

（Ⅱ）求出所有滿足的好集合;（同時(shí)說明理由）

（Ⅲ）若好集合滿足,求證: 中存在元素,使得中所有元素均為的整數(shù)倍.

Answer 1

【答案】（Ⅰ）.（Ⅱ）見解析;.（Ⅲ）見解析.

【解析】試題分析：（1）根據(jù)題意得到集合為；（2）設(shè),其中,則由題意: ,故,即，根據(jù)題干中的條件限制元素特性，進(jìn)而找到滿足條件的好集合；（3）通過歸納可得到結(jié)果.

解析：

（Ⅰ）.

（Ⅱ）設(shè),其中,則由題意: ,故,即.

考慮,可知,所以或.

若,則考慮,由于,所以,因此.

所以.但此時(shí)考慮,但,不滿足題意.

若,此時(shí)滿足題意.

所以,其中為相異正整數(shù).

（Ⅲ）記,則.

首先, .設(shè),其中.

分別考慮和其他任一元素,由題意可得也在中.

而,

所以,所以.

對于,考慮,其和大于,故其差.

特別的, ,所以.

由,且,所以,

通過歸納可得: .

所以,此時(shí).得證.