Question

已知集合S={x|x=m²+n²，m，n∈Z}，求证：若a，b∈S，则ab∈S．

Answer 1

考点：元素与集合关系的判断

专题：集合

分析：若a，b∈S，则：存在整数m₁，n₁，m₂，n₂，满足a=m₁²+n₁²，b=m₂²+n₂²，进而将ab=（m₁²+n₁²）（m₂²+n₂²）化为（m₁•m₂-n₁•n₂）²+（m₁•n₂+n₁•m₂）² 的形式，可得结论．

解答： 解：若a，b∈S，则：存在整数m₁，n₁，m₂，n₂，满足
a=m₁²+n₁²，b=m₂²+n₂²，
则ab=（m₁²+n₁²）（m₂²+n₂²）
=m₁²•m₂²+n₁²•n₂²+m₁²•n₂²+n₁²•m₂²
=（m₁•m₂）²+（n₁•n₂）²-2（m₁•m₂•n₁•n₂）²+（m₁•n₂）²+（n₁•m₂）²+2（m₁•m₂•n₁•n₂）²
=（m₁•m₂-n₁•n₂）²+（m₁•n₂+n₁•m₂）²，
因为（m₁•m₂-n₁•n₂），（m₁•n₂+n₁•m₂）为整数，
所以ab∈S

点评：本题考查的知识点是元素与集合关系的判断，其中将ab=（m₁²+n₁²）（m₂²+n₂²）化为（m₁•m₂-n₁•n₂）²+（m₁•n₂+n₁•m₂）² 的形式，是解答的关键．