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若数列An=a1,a2,…,an(n≥2)满足|an+1-a1|=1(k=1,2...

若数列An=a1,a2,…,an(n≥2)满足|an+1-a1|=1(k=1,2,…,n-1),数列An为E数列,记S(An)=a1+a2+…+an
(Ⅰ)写出一个满足a1=as=0,且S(As)>0的E数列An
(Ⅱ)若a1=12,n=2000,证明:E数列An是递增数列的充要条件是an=2011;
(Ⅲ)对任意给定的整数n(n≥2),是否存在首项为0的E数列An,使得S(An)=0?如果存在,写出一个满足条件的E数列An;如果不存在,说明理由.
(Ⅰ)根据题意,a2=±1,a4=±1,再根据|ak+1-ak|=1给出a5的值,可以得出符合题的E数列A5; (Ⅱ)从必要性入手,由单调性可以去掉绝对值符号,可得是An公差为1的等差数列,再证充分性,由绝对值的性质得出不等式,再利用同向不等式的累加,可得ak+1-ak=1>0,An是递增数列; (Ⅲ)根据定义构造数列,再用等差数列求和公式求出S(An),最后通过讨论得出符合条件的S(An). 【解析】 (Ⅰ)0,1,0,1,0是一个满足条件的E数列A5 (Ⅱ)必要性:因为E数列An是递增数列               所以ak+1-ak=1(k=1,2,…,1999)               所以An是首项为12,公差为1的等差数列.               所以a2000=12+(2000-1)×1=2011       充分性:由于a2000-a1999≤1                   a1999-a1998≤1                      …                   a2-a1≤1,         所以a2000-a1≤1999,即a2000≤a1+1999         又因为a1=12,a2000=2011         所以a2000=a1+1999         故ak+1-ak=1>0(k=1,2,…,1999),即An是递增数列.      综上所述,结论成立. (Ⅲ)设ck=ak+1-ak(k=1,2,…,n-1),则ck=±1 因为a2=a1+c1     a3=a1+c1+c2 …     an=a1+c1+c2+…+cn-1 所以S(An)=na1+(n-1)c1+(n-2)c2+(n-3)c3+…+cn-1 =(n-1)+(n-2)+…+1-[(1-c1)(n-1)+(1-c2)(n-2)+…+(1-cn-1)] = 因为ck=±1,所以1-ck为偶数(k=1,2,…,n-1)) 所以(1-c1)(n-1)+(1-c2)(n-2)+…+(1-cn-1)为偶数 所以要使S(An)=0,必须=使为偶数 即4整除n(n-1),亦即n=4m或n=4m+1(m∈N*) 当n=4m(m∈N*)时,E数列An的项满足a4k+1=a4k-1=0,a4k-2=-1,a4k=1(k=1,2,…,n-1)) 此时,有a1=0且S(An)=0成立 当n=4m+1(m∈N*)时,E数列An的项满足a4k+1=a4k-1=0a4k-2=-1a4k=1(k=1,2,…,n-1)) a4k+1=0时,亦有a1=0且S(An)=0成立 当n=4m+2或n=4m+3(m∈N*)(m∈N*)时,n(n-1)不能被4整除,此时不存在数列数列An,使得a1=0且S(An)=0成立
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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