问题 解答题
在直角坐标平面XOY上的一列点A1(1,a1),A2(2,a2),A3(3,a3),…An(n,an),…简记为{An},若由bn=
AnAn+1
j
构成的数列{bn}满足bn+1>bn,(n=1,2,…,n∈N) (其中
j
是与y轴正方向相同的单位向量),则称{An}为“和谐点列”.
(1)试判断:A1(1,1),A2(2,
1
2
)
A3(3,
1
22
)
An(n,
1
2n-1
)
…是否为“和谐点列”?并说明理由.
(2)若{An}为“和谐点列”,正整数m,n,p,q满足:≤m<n<p<q1,且m+q=n+p.求证:aq+am>an+ap
答案

(1)∵An(n,

1
2n-1
),An+1(n+1,
1
2n
),

AnAn+1
=(1,-
1
2n
),

又∵

j
=(0,1),∴bn=
AnAn+1
j
= -
1
2n

bn+1=-

1
2n+1
bn=-
1
2n

显然bn+1>bn,∴{An}为“和谐点列”.

(2)证明:∵An(n,an),An+1(n+1,an+1),

AnAn+1
=(1,an+1-an).又因为
j
=(0,1)

∴bn=an+1-an

∵1≤m,且m+q=n+p.

∴q-p=n-m>0.

∴aq-qp=aq-qq-1+aq-1-aq-2+…+ap+1-ap=bq-1+bq-2+…+bp

∵{An}为“和谐点列”∴bn+1>bn

∴bq-1+bq-2+…+bm=(q-p)bp

即aq-ap≥(q-p)bp

同理可证:an-am=bn-1+bn-2+…+bm≤(n-m)bn-1

∵bp>bn-1,n-m=q-p.

∴(q-p)bq>(n-m)bn-1

∴aq-ap>an-am

∴aq+am>an+ap

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