(1)将1,2,4两两相乘得到2,4,8。这些必然是T1的元素。
若T1中有第四个元素a,则a与2,与4,与8相除的商为2,4之一(由互异性排除1),易知至少两个数与a相除结果相同,满足该条件的a有2✓2,4,4✓2,均不符合题意。
综上,T1有且仅有2,4,8三个元素。
(2)设k∈{1,2,3,4}且不等于i或j,则Pk*Pi,Pk*Pj∈T2,又Pk*Pi<Pk*Pj,所以Pk*Pj/Pk*Pi=Pj/Pi∈S2。证毕。
(3)由(2)知P2/P1∈S,且P1≥2,则P2/P1=P1,P2=P1^2,同理由P3/P2得P3=P1^3或P1^4(后者除以P1是三次,不在S内,排除)。同理P4=P1^4。
先将S的四个数两两相乘,得到P1^3,P1^4…P1^7共5个元素。设T中还有元素b,则b显然为P1的正整数次幂。但此时b与离其次数差距最大的一项的商必在P1^5以上,所以b无解,只有这5个元素。