题目内容
【题目】记无穷数列的前项中最大值为,最小值为,令.
(1)若,写出,,,的值;
(2)设,若,求的值及时数列的前项和;
(3)求证:“数列是等差数列”的充要条件是“数列是等差数列”.
【答案】(1),(2)见解析(3)见解析
【解析】
(1)分别计算出,,,结合题意即可得b1,b2,b3,b4的值;
(2)由新定义,可得λ>0,考虑三种情况求得λ,检验可得所求λ;进而得到bn,由数列的分组求和,可得所求和;
(3)充分性易证,无论d为何值,始终有bn,即可证得结果,必要性须分类证明.
解:(1) 因为,所以,
所以,
(2),
当时,,无解;
当时,,无解;
当时,,解得;
当时,无解,
此时,
当时,,
所以当时递增,
,
所以当时,
(3)必要性:数列是等差数列,设其公差为.
当时是递增数列;当时是常数列;当时,是递减数列;
都有,
所以数列是等差数列.
充分性:数列是等差数列,设其公差为
则,
由题意知,,
当时,对任意都成立,
即,所以是递增数列,
,
所以是公差为的等差数列,
当时,,进而
所以是递减数列,,
,
所以是公差为的等差数列
当时,,
因为与中至少有一个为,所以二者都为,
进而得为常数列,
综上,充分性成立.
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