关于集合的.

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/26 23:59:31
若A={y\y=x^2,x=2k+1,k属于Z},B={x\x=4k+1,k属于N},求证:A真包含于B.
解题步骤请详细点,谢谢!!

A={y\y=x^2,x=2k+1,k属于Z}
=>A={y\y=(2k+1)^2,k属于Z}
=>A={y=4k^2+4k+1,k属于Z}
=> A={y=4k(k+1)+1,k属于Z}
显然A真包含于B.

设y属于A,那么y=(2k+1)^2=4(k^2+k)+1.显然k^2+k是非负整数,即自然数。因此y属于B.从而A是B的子集。
令k^2+k=1,解得k不是自然数。这就是说5在中A,不在B中。即A是B的真子集。

证明:
第一步,证明A的元素都在B中.
设y∈A,则y=(2k+1)^2=4(k^2+k)+1.
显然k^2+k是非负整数,即自然数,
取n=k^2+k,则y=4n+1(n∈N)∈B,
所以:A的元素都在B中.

第二步,证明在B中至少有一个元素不在A中.
由第一步知,A中元素y=4n+1,其中,n=k^2+k,.....[1]
取n=1,则k^2+k=1,此方程没有自然数解.
所以5∈B,但5不∈A.
这说明:在B中至少有一个元素不在A中.

综合以上两步,得到:A真包含于B.

说明:方程[1]的根k=(1/2)[-1+根号下(4n+1)],显然只要4n+1(n∈N)不是完全平方数,则k一定不是自然数,这样就找到了元素在B中但不在A中。比如n=1,3,4,5,7,8,9,....

我给一个严密证明吧.如下:
对于集合A,令a为其中任意一个元素,则
必有a=4(k1)^2+4(k1)+1,其中(k1)为一整数((k1)属于Z)
令4(k2)+1=a=4(k1)^2+4(k1)+1,整理可得
(k2)=(k1)^2+(k1)=[(k1)+0.5]^2-0.25
又(k1)为整数,由二次函数最值性质,得
(k2)>=0且为整数
即必存在一个自然数k满足a=4k+1,故
a必在B中,即
A中任意一元素必在B中
又易知5∈B,但5不∈A
故A是B的真子集(A真包含于B)<