[番茄花园1] 证:先证必要性.
设数列的公差为.若,则所述结论显然成立.
若,则
再证充分性.
证法1:(数学归纳法)设所述的等式对一切都成立.首先,在等式
①
两端同乘,即得,所以,,成等差数列,记公差为,则.
假设,当时,观察如下二等式
②
③
将②代入③,得,
在该式两端同乘,得,
将代入其中,整理后,得.
由数学归纳当原理知,对一切都有,所以是公差为的等差数列.
证法2:(直接证法)依题意有
①
②
②-①得
在上式两端同乘,得 ③
同理可得 ④
③-④得,
即,所以为等差数列.
[番茄花园1]20.