Question

【題目】已知集合，對(duì)于，，定義A與B的差為；A與B之間的距離為．

（I）若，試寫(xiě)出所有可能的A，B；

（II），證明：

（i）；

（ii）三個(gè)數(shù)中至少有一個(gè)是偶數(shù)；

（III）設(shè)，中有m（，且為奇數(shù)）個(gè)元素，記P中所有兩元素間距離的平均值為，證明：．

Answer 1

【答案】（I）；；；

（II）（i）見(jiàn)解析（ii）見(jiàn)解析

（III）見(jiàn)解析

【解析】

（I）根據(jù)定義，結(jié)合即可確定所有可能的A，B；

（II）（i）由，令，討論和即可代入絕對(duì)值式子化簡(jiǎn)，即可證明；（ii）設(shè)，，，，，．記，設(shè)t是使成立的i的個(gè)數(shù)，

結(jié)合（i）中的結(jié)論可得，由此可知，k，l，h三個(gè)數(shù)不可能都是奇數(shù)，得證.

（III）記為P中所有兩個(gè)元素間距離的總和，設(shè)P中所有元素的第i個(gè)位置的數(shù)字中共有個(gè)1，個(gè)0，則可得，根據(jù)P為奇數(shù)可得，因而，即可證明不等式成立.

（I）根據(jù)定義及，可知有以下四種情況：

；；

；

（Ⅱ）令，

（i）證明：對(duì)，

當(dāng)時(shí)，有，

當(dāng)時(shí)，有．

所以

．

（ⅱ）證明：

設(shè)，，，

，，．

記，由（I）可知，

，

，

，

所以中1的個(gè)數(shù)為k，

的1的個(gè)數(shù)為l．

設(shè)t是使成立的i的個(gè)數(shù)，則．

由此可知，k，l，h三個(gè)數(shù)不可能都是奇數(shù)，

即三個(gè)數(shù)中至少有一個(gè)是偶數(shù)．

（Ⅲ）記為P中所有兩個(gè)元素間距離的總和，

設(shè)P中所有元素的第i個(gè)位置的數(shù)字中共有個(gè)1，個(gè)0，

則．

因?yàn)?/span>m為奇數(shù)，所以,

且或時(shí)，取等號(hào)．

所以．

所以．