设A B C D是任意四个集合 证明下式成立: (A∩B)×(C∩D)=(A×C)∩(B×D).
证明题
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证明 因为
,
故(A∩B)×(C∩D)A×C.①
同理可得:(A∩B)×(C∩D)B×D. ②
所以(A∩B)×(C∩D)(A×C)∩(B×D). ③
反之,若(x,y)∈(A×C)∩(B×D),则(x,y)∈A×C并且(x,y)∈B×D.
可得:x∈A且y∈C且,x∈B且y且y∈C∩D
(x,y)∈(A∩B)×(C∩D).
故(A×C)∩(B×D)(A∩B)×(C∩D).
因为等式两边互相包含,所以有,(A∩B)×(C∩D)=(A×C)∩(B×D).
本题综合了集合、序偶、关系的定义、性质来证明,①②式左边相同,而被右边不同的式子包含,说明左式中所有的元素在两个右式中都有,所以两个右式相交还应该包含左式,故推出③式.另外利用了说明等式两边互相包含来证明相等,是一种要掌握的常用证法.
