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已知{an}是由非负整数组成的无穷数列该数列前n项的最大值记为An,第n项之后各项an+1an+2…的最小值记为Bn,dn=An-Bn.
(Ⅰ)若{an}为21,43,21,43…,是一个周期为4的数列(即对任意n∈N*an+4=an),写出d1d2,d3d4的值;
(Ⅱ)设d是非负整数,证明:dn=-d(n=12,3…)的充分必要条件为{an}是公差为d的等差数列;
(Ⅲ)证明:若a1=2dn=1(n=1,23,…)则{an}的项只能是1或者2,且有无穷多项为1.
【答案】分析:(Ⅰ)根据条件以及dn=An-Bn 的定义直接求得d1,d2d3,d4的值.
an+1-an=d即{an}是公差为d的等差数列,命题得证.
(Ⅲ)若a1=2dn=1(n=1,23,…)则{an}的项不能等于零,再用反证法得到{an}的项不能超过2从而证得命题.
解答:解:(Ⅰ)若{an}为2,14,32,14,3…是一个周期为4的数列,∴d1=A1-B1=2-1=1
(Ⅱ)充分性:设d是非负整数,若{an}是公差为d的等差数列则an=a1+(n-1)d,∴An=an=a1+(n-1)d
(Ⅲ)证明:若a1=2,dn=1(n=12,3…),则{an}的项不能等于零否则d1=2-0=2,矛盾.
而且还能得到{an}的项不能超过2用反证法证明如下:
假设{an}的项中,有超过2的设am是第一个大於2的项,则dm=Am-Bm=am-1>1这与已知dn=1相矛盾,故假设不对
即{an}的项不能超过2,故{an}的项只能是1或者2.
下面用反证法证明{an}的项中有无穷多项为1.
若ak是最後一个1,则 dk=Ak-Bk=2-2=0矛盾,故{an}的项中有无穷多项为1.
综上可得,{an}的项只能是1或者2且有无穷多项为1.
点评:本题主要考查充分条件、必要条件嘚判断和证明,等差关系的确定用反证法和放缩法证明数学命题,属于中档题.
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