Question

【題目】若數(shù)列滿(mǎn)足：對(duì)于任意均為數(shù)列中的項(xiàng)，則稱(chēng)數(shù)列為“ 數(shù)列”．

（1）若數(shù)列的前項(xiàng)和，求證：數(shù)列為“ 數(shù)列”；

（2）若公差為的等差數(shù)列為“ 數(shù)列”，求的取值范圍；

（3）若數(shù)列為“ 數(shù)列”，，且對(duì)于任意，均有，求數(shù)列的通項(xiàng)公式．

Answer 1

【答案】（1）證明見(jiàn)解析；（2）；（3）.

【解析】分析：（1）先利用項(xiàng)和公式計(jì)算出an＝4n－2，再利用“ 數(shù)列”證明.(2)利用“ 數(shù)列”的性質(zhì)求的取值范圍.(3)先證明數(shù)列{an}為等差數(shù)列，再轉(zhuǎn)化an＜a－a＜an＋1，再轉(zhuǎn)化為n(2t2－t)＞t2－3t＋1，n(t－2t2)＞2t－t2－1，分析得到公差t＝，求出數(shù)列的通項(xiàng)公式.

詳解：（1）當(dāng)n≥2時(shí)，an＝Sn－Sn－1＝2n2－2(n－1)2＝4n－2，

又a1＝S1＝2＝4×1－2，所以an＝4n－2．

所以an＋|an＋1－an＋2|＝4n－2＋4＝4(n＋1)－2為數(shù)列{an}的第n＋1項(xiàng)，

因此數(shù)列{an}為“T 數(shù)列”．

（2）因?yàn)閿?shù)列{an}是公差為d的等差數(shù)列，

所以an＋|an＋1－an＋2|＝a1＋(n－1) d＋|d|．

因?yàn)閿?shù)列{an}為“T 數(shù)列”，

所以任意n∈N*，存在m∈N*，使得a1＋(n－1) d＋|d|＝am，即有(m－n) d＝|d|．

①若d≥0，則存在m＝n＋1∈N*，使得(m－n) d＝|d|，

②若d＜0，則m＝n－1．

此時(shí)，當(dāng)n＝1時(shí)，m＝0不為正整數(shù)，所以d＜0不符合題意． 綜上，d≥0．

（3）因?yàn)?/span>an＜an＋1，所以an＋|an＋1－an＋2|＝an＋an＋2－an＋1．

又因?yàn)?/span>an＜an＋an＋2－an＋1＝an＋2－(an＋1－an)＜an＋2，且數(shù)列{an}為“T數(shù)列”，

所以an＋an＋2－an＋1＝an＋1，即an＋an＋2＝2an＋1，

所以數(shù)列{an}為等差數(shù)列．

設(shè)數(shù)列{an}的公差為t(t＞0)，則有an＝1＋(n－1)t，

由an＜a－a＜an＋1，得1＋(n－1)t＜t[2＋(2n－1)t]＜1＋nt，

整理得n(2t2－t)＞t2－3t＋1， ①

n(t－2t2)＞2t－t2－1． ②

若2t2－t＜0，取正整數(shù)N0＞，

則當(dāng)n＞N0時(shí)，n(2t2－t)＜(2t2－t) N0＜t2－3t＋1，與①式對(duì)于任意n∈N*恒成立相矛盾，

因此2t2－t≥0．

同樣根據(jù)②式可得t－2t2≥0，

所以2t2－t＝0．又t＞0，所以t＝．

經(jīng)檢驗(yàn)當(dāng)t＝時(shí)，①②兩式對(duì)于任意n∈N*恒成立，

所以數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an＝1＋ (n－1)＝．