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)试问
(Ⅱ)设
(ⅰ)求
(ⅱ)若数列
(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
以下重复出现,所以不会出现所有项均为
(Ⅱ)解:(ⅰ)因为
所以
当
由
当
(ⅱ)方法一:由
由此可见,经过
因为
所以,数列
接下来经过“
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
……………13分
方法二:若一个数列有三项,且最小项为
若数列
所以与
因此,数列
通过列举,不难发现各项为
所以,至少通过
……………13分
略
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