问题 解答题

定义τ(a1,a2,…,an)=|a1-a2|+|a2-a3|+…+|an-1-an|为有限项数列{an}的波动强度.

(Ⅰ)当an=(-1)n时,求τ(a1,a2,…,a100);

(Ⅱ)若数列a,b,c,d满足(a-b)(b-c)(c-d)>0,求证:τ(a,b,c,d)≤τ(a,c,b,d);

(Ⅲ)设{an}各项均不相等,且交换数列{an}中任何相邻两项的位置,都会使数列的波动强度增加,求证:数列{an}一定是递增数列或递减数列.

答案

(Ⅰ)由定义知,a1=-1,a2=1,a3=-1,a4=1,…,a99=-1,a100=1,从而有τ(a1,a2,…,a100)=2×99=198;

(Ⅱ)要证τ(a,b,c,d)≤τ(a,c,b,d),即证:|a-b|+|b-c|+|c-d|≤|a-c|+|c-b|+|b-d|,即证:|a-b|+|c-d|≤|a-c|+|b-d|,由条件(a-b)(b-c)(c-d)>0可得;

(Ⅲ)不失一般性,假设数列{an}中相邻两项为am-1,am则:|am-2-am-1|+|am-am+1|<|am-2-am|+|am-1-am+1|,由(Ⅱ)可知:(am-2-am-1)(am-1-am)(am-am+1)>0,从而有数列{an}一定是递增数列或递减数列.

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