对于数列{an} (n=1,2,…,m),令bk为a1,a2,…,ak中的最大值,称数列{bn}为{an}的“创新数列”.例如数列2,1,3,7,5的创新数列为2,2,3,7,7.定义数列{Cn}:c1,c2,c3,…,cm是自然数1,2,3,…,m(m>3)的一个排列.
(Ⅰ)当m=5时,写出创新数列为3,4,4,5,5的所有数列{Cn};
(Ⅱ)是否存在数列{Cn},使它的创新数列为等差数列?若存在,求出所有的数列{Cn},若不存在,请说明理由.
(Ⅰ)由题意可得,创新数列为3,4,4,5,5的所有数列 {Cn}有两个,即数 * * ,4,1,5,2;
或数 * * ,4,2,5,1. …(4分)
(Ⅱ)存在数列{Cn},使它的创新数列为等差数列.
设数列{Cn} 的创新数列为{ en},(n=1,2,3,4…,m),
因为em 是 c1,c2,c3,…,cm 中的最大值,所以 em=m.
由题意知,ek为 c1,c2,c3,…ck 中最大值,所以,ek≤ek+1,且 ek∈{1,2,3,…,m}.
若{ en}为等差数列,设其公差为d,则d=ek+1-ek≥0 且d∈N.
当d=0 时,{ en}为常数列,又 em=m,所以数列{ en}为 m,m,…,m.
此时数列{Cn}是首项为m的任意一个符合条件的数列. …(8分)
当d=1时,因为em=m,所以数列{ en} 为1,2,…,m.
此时,数列{cn} 为1,2,3,…,m. …(10分)
当d≥2时,因为 em=e1+(m-1)d≥e1+(m-1)2=2m-2+e1,
又m>3,e1 为正整数,所以 em>m,这与 em=m 矛盾,所以此时{ en}不存在,即不存在{Cn}使得它的创新数列为公差d≥2的等差数列.…(13分)
综上,当数列{Cn}为以m为首项的任意一个符合条件的数列,或{Cn}为数列1,2,3,…,m时,它的创新数列为等差数列.…(14分)