(2014•海淀区二模)给定正整数k≥3,若项数为k的数列{an}满足:对任意的i=1、2、…、k,均有ai≤Skk−1

(2014•海淀区二模)给定正整数k≥3,若项数为k的数列{an}满足:对任意的i=1、2、…、k,均有ai
Sk
k−1
(其中Sk=a1+a2+…+ak),则称数列{an}为“Γ数列”.
(Ⅰ)判断数列-1,3,5,2,4和[3/4],
32
42
33
43
是否是“Γ数列”,并说明理由;
(Ⅱ)若{an}为“Γ数列”,求证:ai≥0对i=1,2,…,k恒成立;
(Ⅲ)设{bn}是公差为d的无穷项等差数列,若对任意的正整数m≥3,b1,b2,…,bm均构成“Γ数列”,求{bn}的公差d.
pzllb 1年前 已收到1个回答 举报

vampire_sql 幼苗

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解题思路:(Ⅰ)根据“Γ数列”的定义,即可判断数列-1,3,5,2,4和[3/4],
32
42
33
43
是否是“Γ数列”,
(Ⅱ)若{an}为“Γ数列”,利用反证法即可证明:ai≥0对i=1,2,…,k恒成立;
(Ⅲ)

(Ⅰ)①因为
S5
5−1=
13
4<5,数列-1,3,5,2,4不是“Γ数列,
②因为
S3
3−1=
111
128>
3
4,又[3/4]是数列[3/4],
32
42,
33
43中的最大项
所以数列[3/4],
32
42,
33
43是“Γ数列”.
(Ⅱ)反证法证明:
假设存在某项ai<0,则
a1+a2+…+ai-1+ai+1+…+ak-1+ak=Sk-ai>Sk
设aj=max{a1,a2,…ai-1,ai+i…,ak-1+ak},
则Sk-ai=a1+a2+…+ai-1+ai+1+…+ak-1+ak≤(k-1)aj
所以(k-1)aj>Sk,即aj
Sk
k−1,
这与“Γ数列”定义矛盾,所以原结论正确.
(Ⅲ)由(Ⅱ)问可知b1≥0,d≥0.
①当d=0时,b1=b2=…=bm=
Sm
m<
Sm
m−1,符合题设;
②当d>0时,b1<b2<…<bm
由“Γ数列”的定义可知bm
Sm
m−1,即(m-1)[b1+(m-1)d]≤mb1+[1/2]m(m-1)d,
整理得(m-1)(m-2)d≤2b1(*)
显然当m=2b1+3时,上述不等式(*)就不成立
所以d>0时,对任意正整数m≥3,(m-1)(m-2)d≤2b1不可能都成立.
综上讨论可知{bn}的公差d=0.

点评:
本题考点: 数列的求和.

考点点评: 本题主要考查数列新定义的应用,正确理解“Γ数列”的定义是解决本题的关键.综合性较强,有一定的难度.

1年前

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