海淀区2018-2019学年度第一学期高三年级期中考试数学(理)

20. 解:(Ⅰ)因为an?2n?3n,所以a1??1,a2??2, a3??1,a4?4 所以b1??1, b2??33, b3??,b4?1 22(Ⅱ) (充分性)当数列{an}是等差数列时,设其公差为d 当 d?0时, an?an?1?d?0,所以an?an?1,所以Mn?an,mn?a1,

?an, ?an

当 d?0时, an?an?1?d?0,所以an?an?1,所以Mn?a1,mn 当 d?0时, an?an?1?d?0,所以an?an?1,所以Mn?a1,mn综上,总有 bn?an?a1 2a?a1an?1?a1d??,所以数列{bn}是等差数列 所以 bn?bn?1?n222(必要性) 当数列{bn}是等差数列时,设其公差为d 因为bn?bn?1?*Mn?mnMn?1?mn?1Mn?Mn?1mn?mn?1??+?d*, 2222根据Mn,mn的定义,有以下结论:

Mn?Mn?1,mn?mn?1,且两个不等式中至少有一个取等号

*当d?0时,则必有Mn?Mn?1,所以an?Mn?Mn?1?an?1,

所以{an}是一个单调递增数列,所以Mn所以bn?bn?1??an,mn?a1,

an?a1an?1?a1an?an?1???d* 222所以an?an?1?2d*,即{an}为等差数列

*当d?0时,则必有mn?mn?1,所以an?mn?mn?1?an?1

所以{an}是一个单调递减数列,所以Mn?a1,mn所以bn?bn?1??an,

a1?ana1?an?1an?an?1???d* 222所以an?an?1?2d*,即{an}为等差数列

*当d?0时,bn?bn?1?Mn?mnMn?1?mn?1Mn?Mn?1mn?mn?1??+?0 2222因为Mn?Mn?1,mn?mn?1中必有一个为0, 根据上式,一个为0,则另一个亦为0,

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所以Mn?Mn?1,mn?mn?1, 所以{an}为常数数列,所以{an}为等差数列 综上,结论得证.

(Ⅲ) 假设结论不成立. 因为|bn|?1,即bn?1 或者bn??1,

*所以对任意K?N,一定存在i?K,使得bi,bi?1符号相反

所以在数列{bn}中存在bk1,bk2,bk3,...,bki,bki?1....,其中k1?k2?k3...?ki?... 且 ?1?bk1?bk2?bk3?...?bki?bki?1....,

1?bk1?1?bk2?1?bk3?1?...?bki?1?bki?1?1...

因为bki??1,bki?1?1,即

Mki?mki2??1,Mki?1?mki?12?1

注意到Mki?1?Mki,mki?1?mki,且有且仅有一个等号成立, 所以必有Mki?1?Mki,mki?1?mki

所以Mki?1?Mki?4,所以aki?1?Mki?1?Mki?4 因为ki?ki?1,所以ki?ki?1?1 ,所以Mki?Mki-1+1 所以aki?1?Mki?4?Mki-1+1?4 所以aki?1?aki-1+1?4 所以aki?1?aki-1+1?4 所以ak2?1?ak1?1?4

ak3?1?ak2?1?4

ak4?1?ak3?1?4 …… akm?1?akm?1?1?4 所以akm?1?ak1+1?4(m?1) 所以akm?1?ak1+1?4(m?1)

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所以ak1010?1?ak1+1?4(1010?1)??2018?4036?2018, 这与|an|?2018矛盾,所以假设错误,

所以存在K?N,使得?n?K,有bn?1?bn. *

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