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已知含有n个元素的正整数集A={a1,a2,…,an}(a1<a2<…<an,n≥3)具有性质P:对任意不大于S(A)(其中S(A)=a1+a2+…+an)的正整数k,存在数集A的一个子集,使得该子集所有元素的和
题目详情
已知含有n个元素的正整数集A={a1,a2,…,an}(a1<a2<…<an,n≥3)具有性质P:对任意不大于S(A)(其中S(A)=a1+a2+…+an)的正整数k,存在数集A的一个子集,使得该子集所有元素的和等于k.
(Ⅰ)写出a1,a2的值;
(Ⅱ)证明:“a1,a2,…,an成等差数列”的充要条件是“S(A)=
”;
(Ⅲ)若S(A)=2017,求当n取最小值时an的最大值.
(Ⅰ)写出a1,a2的值;
(Ⅱ)证明:“a1,a2,…,an成等差数列”的充要条件是“S(A)=
n(n+1) |
2 |
(Ⅲ)若S(A)=2017,求当n取最小值时an的最大值.
▼优质解答
答案和解析
(Ⅰ)由集合A={a1,a2,…,an},}(a12<…n,n≥3),
由an为正整数,则a1=1,a2=2.
(Ⅱ)先证必要性:
因为a1=1,a2=2,又a1,a2,…,an成等差数列,故an=n,所以S(A)=
;
再证充分性:
因为a1<a2<…<an,a1,a2,…,an为正整数数列,故有a1=1,a2=2,a3≥3,a4≥4,…,an≥n,
所以S(A)=a1+a2+…+an≥1+2+…+n=
,
又S(A)=
,故am=m(m=1,2,…,n),故a1,a2,…,an为等差数列.
(Ⅲ)先证明∀am≤2m-1(m=1,2,…,n).
假设存在ap>2p-1,且p为最小的正整数.
依题意p≥3,则a1+a2+…+ap-1≤1+2+…+2p-2=2p-1-1,又因为a1<a2<…<an,
故当k∈(2p-1-1,ap)时,k不能等于集合A的任何一个子集所有元素的和.
故假设不成立,即∀am≤2m-1(m=1,2,…,n)成立.
因此2017=a1+a2+…+an≤1+2+…+2n-1=2n-1,
即2n≥2018,所以n≥11.
因为S=2017,则a1+a2+…+an-1=2017-an,
若2017-an<an-1时,则当k∈(2017-an,an)时,集合A中不可能存在若干不同元素的和为k,
故2017-an≥an-1,即an≤1009.
此时可构造集合A={1,2,4,8,16,32,64,128,256,497,1009}.
因为当k∈{2,2+1}时,k可以等于集合{1,2}中若干个元素的和;
故当k∈{22,22+1,22+2,22+3}时,k可以等于集合{1,2,22}中若干不同元素的和;
…
故当k∈{28,28+1,28+2,…,28+255}时,k可以等于集合{1,2,…,28}中若干不同元素的和;
故当k∈{497+3,497+4,…,497+511}时,k可以等于集合{1,2,…,28,497}中若干不同元素的和;
故当k∈{1009,1009+1,1009+2,…,1009+1008}时,k可以等于集合{1,2,…,28,497,1009}中若干不同元素的和,
所以集合A={1,2,4,8,16,32,64,128,256,497,1009}满足题设,
所以当n取最小值11时,an的最大值为1009.
由an为正整数,则a1=1,a2=2.
(Ⅱ)先证必要性:
因为a1=1,a2=2,又a1,a2,…,an成等差数列,故an=n,所以S(A)=
n(n+1) |
2 |
再证充分性:
因为a1<a2<…<an,a1,a2,…,an为正整数数列,故有a1=1,a2=2,a3≥3,a4≥4,…,an≥n,
所以S(A)=a1+a2+…+an≥1+2+…+n=
n(n+1) |
2 |
又S(A)=
n(n+1) |
2 |
(Ⅲ)先证明∀am≤2m-1(m=1,2,…,n).
假设存在ap>2p-1,且p为最小的正整数.
依题意p≥3,则a1+a2+…+ap-1≤1+2+…+2p-2=2p-1-1,又因为a1<a2<…<an,
故当k∈(2p-1-1,ap)时,k不能等于集合A的任何一个子集所有元素的和.
故假设不成立,即∀am≤2m-1(m=1,2,…,n)成立.
因此2017=a1+a2+…+an≤1+2+…+2n-1=2n-1,
即2n≥2018,所以n≥11.
因为S=2017,则a1+a2+…+an-1=2017-an,
若2017-an<an-1时,则当k∈(2017-an,an)时,集合A中不可能存在若干不同元素的和为k,
故2017-an≥an-1,即an≤1009.
此时可构造集合A={1,2,4,8,16,32,64,128,256,497,1009}.
因为当k∈{2,2+1}时,k可以等于集合{1,2}中若干个元素的和;
故当k∈{22,22+1,22+2,22+3}时,k可以等于集合{1,2,22}中若干不同元素的和;
…
故当k∈{28,28+1,28+2,…,28+255}时,k可以等于集合{1,2,…,28}中若干不同元素的和;
故当k∈{497+3,497+4,…,497+511}时,k可以等于集合{1,2,…,28,497}中若干不同元素的和;
故当k∈{1009,1009+1,1009+2,…,1009+1008}时,k可以等于集合{1,2,…,28,497,1009}中若干不同元素的和,
所以集合A={1,2,4,8,16,32,64,128,256,497,1009}满足题设,
所以当n取最小值11时,an的最大值为1009.
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