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已知是由非负整数组成的无穷数列该数列前n项的最大值记

来源 :焚题库 2018-02-23

问答题已知KIiSYJXzWM.png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AqO8bc8TcVe.png,第n项之后各项aqO8bc8TcVe.png+1,aqO8bc8TcVe.png+2,…的最小值记为BqO8bc8TcVe.png,dqO8bc8TcVe.png=AqO8bc8TcVe.png-BqO8bc8TcVe.png。 (1)若KIiSYJXzWM.png为2,1,4,3,2,1,4,3,…,是一个周期为4的数列(即对任意n∈NmGdBS1h8F5.png,aqO8bc8TcVe.png+4=aqO8bc8TcVe.png),写出dzJwkbyWG99.png,dnKxMlSOSTW.png,dIak8ZkVSIY.png,dGDb3WlEhhN.png的值; (2)设d为非负整数,证明:dqO8bc8TcVe.png-d(n=1,2,3...)的充分必要条件为KIiSYJXzWM.png为公差为d的等差数列; (3)证明:若azJwkbyWG99.png=2,dqO8bc8TcVe.png=1(n=1,2,3,…),则KIiSYJXzWM.png的项只能是1或者2,且有无穷多项为1.

参考答案:

(1)d2PqKOnXVIg.png=dBkxx79e8sB.png=1,d1LTr75jpJf.png=d2VwsAdEKYh.png=3; (2)(充分性)因为FIGTmKqEHm.png是公差为d的等差数列,且d≥0,所以a2PqKOnXVIg.png≤aBkxx79e8sB.png≤…≤aJUgw9jWU1E.png≤… 因此AJUgw9jWU1E.png=aJUgw9jWU1E.png,BJUgw9jWU1E.png=aJUgw9jWU1E.png+1,dJUgw9jWU1E.png=aJUgw9jWU1E.png-aJUgw9jWU1E.png+1=-d(n=1,2,3…)dJUgw9jWU1E.png=-d(n=1,2,3…) (必要性)因为dJUgw9jWU1E.png=-d≤0(n=1,2,3…),所以AJUgw9jWU1E.png=BJUgw9jWU1E.png+dJUgw9jWU1E.png≤BJUgw9jWU1E.png 又因为aJUgw9jWU1E.png≤AJUgw9jWU1E.png,aJUgw9jWU1E.png+1≥BJUgw9jWU1E.png,所以aJUgw9jWU1E.png≤aJUgw9jWU1E.png+1,于是AJUgw9jWU1E.png=aJUgw9jWU1E.png,BJUgw9jWU1E.png=aJUgw9jWU1E.png+1。 因此aJUgw9jWU1E.png+1-aJUgw9jWU1E.png=BJUgw9jWU1E.png-AJUgw9jWU1E.png=-dJUgw9jWU1E.png=d,即FIGTmKqEHm.png是公差为d的等差数列。 (3)因为a2PqKOnXVIg.png=2,d2PqKOnXVIg.png=1,所以A2PqKOnXVIg.png=a2PqKOnXVIg.png=2,B2PqKOnXVIg.png=A2PqKOnXVIg.png-d2PqKOnXVIg.png=1。故对任意n≥1,aJUgw9jWU1E.png≥B2PqKOnXVIg.png=1。 假设FIGTmKqEHm.png(n≥2)中存在大于2的项。 设m为满足aJUgw9jWU1E.png>2的最小正整数,则m≥2,并且对任意1<k<m,aJF6Ys4SMWY.png≤2, 又因为a2PqKOnXVIg.png=2,所以A4govTB1H1e.png-1=2,且A4govTB1H1e.png=a4govTB1H1e.png>2。 于是B4govTB1H1e.png=A4govTB1H1e.png-d4govTB1H1e.png>1,B4govTB1H1e.png-1=min{a4govTB1H1e.png,B4govTB1H1e.png}≥2。 故d4govTB1H1e.png-1=A4govTB1H1e.png-1-B4govTB1H1e.png-1≤0,与d4govTB1H1e.png-1=1矛盾。 所以对于任意n≥1,有aJUgw9jWU1E.png≤2,即非负整数列FIGTmKqEHm.png的各项只能为1或2。 因此对任意n≥1,aJUgw9jWU1E.png≤2=a2PqKOnXVIg.png,所以AJUgw9jWU1E.png=2故BJUgw9jWU1E.png=AJUgw9jWU1E.png-dJUgw9jWU1E.png=2-1=1。 因此对于任意正整数n,存在m满足m>n,且a4govTB1H1e.png=1,即数列FIGTmKqEHm.png有无穷多项为1。

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