若数列An:a1,a2,…,an(n≥2)满足|ak+1-ak|=1(k=1,2,…,n-1),则称An为E数列,记S(An)=a1+a2+…+an.
(Ⅰ)写出一个E数列A5满足a1=a3=0;
(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)在a1=4的E数列An中,求使得S(An)=0成立得n的最小值.在线课程解:
(Ⅰ)0,1,0,1,0是一个满足条件的E数列A5
(答案不唯一,0,-1,0,-1,0或0,±1,0,1,2或0,±1,0,-1,-2
或0,±1,0,-1,0都满足条件的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)对首项为4的E数列An,由于
a2≥a1-1=3
a3≥a2-1≥2
…
a8≥a7-1≥-3
…
所以a1+a2+…+ak>0(k=2,3,…,8)
所以对任意的首项为4的E数列An,若S(An)=0,则必有n≥9
又a1=4的E数列A9:4,3,2,1,0,-1,-2,-3,-4满足S(A9)=0
所以n的最小值是9.
分析:(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,由递增数列的性质得出不等式,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)由|ak+1-ak|=1,可得ak+1≥ak-1,再结合已知条件a1=4,可得n的最小值.
点评:本题以数列为载体,考查了不等式的运用技巧,属于难题,将题中含有绝对值的等式转化为不等式是解决此题的关键.
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