题目内容

对于数列,定义“变换”:将数列变换成数列,其中,且.这种“变换”记作.继续对数列进行“变换”,得到数列,依此类推,当得到的数列各项均为时变换结束.
(Ⅰ)试问经过不断的“变换”能否结束?若能,请依次写出经过“变换”得到的各数列;若不能,说明理由;
(Ⅱ)设,.若,且的各项之和为.
(ⅰ)求,;
(ⅱ)若数列再经过次“变换”得到的数列各项之和最小,求的最小值,并说明理由.
(Ⅰ)解:数列不能结束,各数列依次为;;;;;….
以下重复出现,所以不会出现所有项均为的情形.            ………3分
(Ⅱ)解:(ⅰ)因为的各项之和为,且,所以为的最大项,
所以最大,即,或. …………5分
当时,可得
由,得,即,故.…7分
当时,同理可得,.    ………8分         
(ⅱ)方法一:由,则经过次“变换”得到的数列分别为:;;;;;.
由此可见,经过次“变换”后得到的数列也是形如“”的数列,与数列“结构”完全相同,但最大项减少12.
因为,
所以,数列经过次“变换”后得到的数列为.
接下来经过“变换”后得到的数列分别为:;;;;;
;,……
从以上分析可知,以后重复出现,所以数列各项和不会更小.
所以经过次“变换”得到的数列各项和最小,的最小值为.
……………13分
方法二:若一个数列有三项,且最小项为,较大两项相差,则称此数列与数列 “结构相同”.
若数列的三项为,则无论其顺序如何,经过“变换”得到的数列的三项为(不考虑顺序) .
所以与结构相同的数列经过“变换”得到的数列也与结构相同,除外其余各项减少,各项和减少.
因此,数列经过次“变换”一定得到各项为 (不考虑顺序)的数列.
通过列举,不难发现各项为的数列,无论顺序如何,经过“变换”得到的数列会重复出现,各项和不再减少.
所以,至少通过次“变换”,得到的数列各项和最小,故的最小值为.
……………13分
略
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