已知全集U={a1,a2,a3,a4}U=\{a_{1},a_{2},a_{3},a_{4}\},集合AA是集合UU的恰有两个元素的子集,且满足下列三个条件: ①若a1∈Aa_{1}\in A,则a2∈Aa_{2}\in A; ②若a2∈Aa_{2}\in A,则a3∈Aa_{3}\in A; ③若a3∈Aa_{3}\in A,则a4∉A.a_{4}\notin A. 则集合A=()A=(\quad)
A. {a1,a2}\{a_{1},a_{2}\}
B. {a1,a3}\{a_{1},a_{3}\}
C. {a2,a3}\{a_{2},a_{3}\}
D. {a2,a4}\{a_{2},a_{4}\}

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完整解法

1. 分析元素 $a_1$ 是否在集合 $A$ 中

假设 a1∈Aa_{1}\in A:
由条件①“若 a1∈Aa_{1}\in A,则 a2∈Aa_{2}\in A”可得 a2∈Aa_{2}\in A;
由条件②“若 a2∈Aa_{2}\in A,则 a3∈Aa_{3}\in A”可得 a3∈Aa_{3}\in A。
此时集合 AA 中至少含有三个元素 a1,a2,a3a_{1}, a_{2}, a_{3},即 ∣A∣⩾3|A|\geqslant 3,这与“集合 AA 恰有两个元素”矛盾。
故 a1otinAa_{1} otin A。

2. 在剩余可能子集中逐一检验条件,确定集合 $A$

由 a1otinAa_{1} otin A,集合 AA 的两个元素只能从 {a2,a3,a4}\{a_{2},a_{3},a_{4}\} 中选取,共有三种可能:

  1. 若 A={a2,a4}A=\{a_{2},a_{4}\}:因为 a2∈Aa_{2}\in A,根据条件②需满足 a3∈Aa_{3}\in A,但此集合中 a3otinAa_{3} otin A,不满足条件②;
  2. 若 A={a3,a4}A=\{a_{3},a_{4}\}:因为 a3∈Aa_{3}\in A,根据条件③需满足 a4otinAa_{4} otin A,但此集合中 a4∈Aa_{4}\in A,不满足条件③;
  3. 若 A={a2,a3}A=\{a_{2},a_{3}\}:
  • 条件①的前题 a1∈Aa_1 \in A 不成立,命题成立;
  • a2∈Aa_{2}\in A 且 a3∈Aa_{3}\in A,满足条件②;
  • a3∈Aa_{3}\in A 且 a4otinAa_{4} otin A,满足条件③。

综上,集合 A={a2,a3}A=\{a_{2},a_{3}\},选项 C 正确。

答案

C

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