问题 解答题
设A是满足下列两个条件的无穷数列{an}的集合:
an+an+2
2
an+1
;     ②an≤M.其中n∈N*,M是与n无关的常数.
(Ⅰ)若{an}是等差数列,Sn是其前n项的和,a3=4,S3=18,证明:{Sn}∈A;
(Ⅱ)对于(Ⅰ)中数列{an},正整数n1,n2,…,nt…(t∈N*)满足7<n1<n2<…<nt<…(t∈N*),并且使得a6a7an1an2,…,ant,…成等比数列. 若bm=10m-nm(m∈N*),则{bm}∈A是否成立?若成立,求M的取值范围,若不成立,请说明理由;
(Ⅲ)设数列{cn}的各项均为正整数,且{cn}∈A,证明:cn≤cn+1
答案

(Ⅰ)设等差数列{an}的公差是d,

则a1+2d=4,3a1+3d=18,

解得a1=8,d=-2.,

所以Sn=na1+

n(n-1)
2
d=-n2+9n.

Sn+Sn+2
2
-Sn+1=
1
2
[(-n2+9n)-(n+2)2+9(n+2)+2(n+1)2-18(n+1)]<0,

得 

Sn+Sn+2
2
Sn+1,适合条件 ①.

Sn=-n2+9n=-(n-

9
2
)2+
81
4

所以当n=4或5时,Sn取得最大值20,

即Sn≤20,适合条件 ②.

所以,{Sn}∈A.4分

(Ⅱ)由(Ⅰ)得a1=8,d=-2,

故an=8-2(n-1)=10-2n,

因此a6=-2,a7=-4.

因为a6a7an1an2,…,ant,…成等比数列,

q=

a7
a6
=2.

所以ant=a6qt+1=-2•2t+1

ant=10-2nt,所以nt=2t+1+5.

从而bm=10m-2m+1-5.

因为

bm+bm+2
2
-bm+1=
(10m-2m+1-5)+[10(m+2)-2m+3-5]
2
-[10(m+1)-2m+2-5]=-2m<0,

bm+bm+2
2
bm+1

又b1<b2<b3,并且b3>b4>b5>…,

而b3=10×3-23+1-5=9,

故当m∈N*时,bm≤9.

综上,当m∈N*时,{bm}∈A,此时M的取值范围是[9,+∞).9分

(Ⅲ)假设存在正整数k,使得ck>ck+1成立.

由数列{cn}的各项均为正整数,

可得ck≥ck+1+1,即ck+1≤ck-1.

ck+1+ck+2
2
 ≤ck+2

∴ck+2≤2ck+1-ck

≤2(ck-1)-ck

=ck-2,

由ck+2≤2ck+1-ck及ck>ck+1

得ck+2<2ck+1-ck+1=ck+1

故ck+2≤ck+1-1.

ck+1+ck+3
2
ck+2

∴ck+3≤2ck+2-ck+1≤2(ck+1-1)-ck+1=ck+1-2≤ck-3,

依此类推,可得ck+m≤ck-m(m∈N*).

设ck=p(p∈N*),则当m=p时,有ck+p≤ck-p=0,

这显然与数列{cn}的各项均为正整数矛盾.

所以假设不成立,即对于任意n∈N*,都有cn≤cn+1成立.14分.

判断题
单项选择题