设集合的元素均为实数,若对任意,存在,,使得且,则称元素个数最少的和为的“孪生集”;称的“孪生集”的“孪生集”为的“2级孪生集”;称的“2级孪生集”的“孪生集”为的“3级孪生集”,依此类推……
(1)设,直接写出集合“孪生集”;
(2)设元素个数为的集合的“孪生集”分别为和,若使集合中元素个数最少且所有元素之和为2,证明:中所有元素之和为;
(3)若,请直接写出的“级孪生集”的个数,及所有“级孪生集”的并集的元素个数.
【答案】(1),;(2)证明见解析;(3),
【解析】
【分析】
(1)根据集合定义直接得到答案.
(2)将集合中元素从小到大排列:,则“孪生集”
,,构成公差为2的等差数列,计算得到答案.
(3)的“级孪生集”的个数为,计算元素个数得到答案.
【详解】(1),
(2)将集合中元素从小到大排列:
则其“孪生集”,,设集合,
由于,,,,
因此集合中元素个数,
若,则有,
即
因此构成公差为2的等差数列,
所以,进而
(3)的“级孪生集”的个数为
所有“级孪生集”的并集的元素个数为.
【点睛】本题考查了集合的新定义,集合的元素个数和元素和,意在考查学生的应用能力.
(1)设,直接写出集合“孪生集”;
(2)设元素个数为的集合的“孪生集”分别为和,若使集合中元素个数最少且所有元素之和为2,证明:中所有元素之和为;
(3)若,请直接写出的“级孪生集”的个数,及所有“级孪生集”的并集的元素个数.
【答案】(1),;(2)证明见解析;(3),
【解析】
【分析】
(1)根据集合定义直接得到答案.
(2)将集合中元素从小到大排列:,则“孪生集”
,,构成公差为2的等差数列,计算得到答案.
(3)的“级孪生集”的个数为,计算元素个数得到答案.
【详解】(1),
(2)将集合中元素从小到大排列:
则其“孪生集”,,设集合,
由于,,,,
因此集合中元素个数,
若,则有,
即
因此构成公差为2的等差数列,
所以,进而
(3)的“级孪生集”的个数为
所有“级孪生集”的并集的元素个数为.
【点睛】本题考查了集合的新定义,集合的元素个数和元素和,意在考查学生的应用能力.