已知数列An:a1,a2,…,an,满足a1=an=0,且当2≤k≤n(k∈N*)时,(ak-ak-1)2=1.令S(An)=a1+a2+…+an.
(Ⅰ)写出S(A5)的所有可能取值;
(Ⅱ)求S(An)的最大值.
(Ⅰ)由题设,满足条件的数列A5的所有可能情况有:
(1)0,1,2,1,0.此时S(A5)=4;
(2)0,1,0,1,0.此时S(A5)=2;
(3)0,1,0,-1,0.此时S(A5)=0;
(4)0,-1,-2,-1,0.此时S(A5)=-4;
(5)0,-1,0,1,0.此时S(A5)=0;
(6)0,-1,0,-1,0.此时S(A5)=-2.
所以,S(A5)的所有可能取值为:-4,-2,0,2,4..…(5分)
(Ⅱ)由(ak-ak-1)2=1,可设ak-ak-1=ck-1,则ck-1=1或ck-1=-1(2≤k≤n,k∈N*),a2-a1=c1,a3-a2=c2,
…an-an-1=cn-1,
所以an=a1+c1+c2+…+cn-1. …(7分)
因为a1=an=0,所以c1+c2+…+cn-1=0,且n为奇数,c1,c2,…,cn-1是由
个1和n-1 2
个-1构成的数列.n-1 2
所以S(An)=c1+(c1+c2)+…+(c1+c2+…+cn-1)=(n-1)c1+(n-2)c2+…+2cn-2+cn-1.
则当c1,c2,…,cn-1的前
项取1,后n-1 2
项取-1时S(An)最大,n-1 2
此时S(An)=(n-1)+(n-2)+…+
-(n+1 2
+…+2+1)=n-1 2
..…(10分)(n-1)2 4
证明如下:
假设c1,c2,…,cn-1的前
项中恰有t项cm1,cm2,…,cmt取-1,则c1,c2,…,cn-1的后n-1 2
项中恰有t项cn1,cn2,…cnt取1,其中1≤t≤n-1 2
,1≤mi≤n-1 2
,n-1 2
<ni≤n-1,i=1,2,…,t.n-1 2
所以S(An)=(n-1)c1+(n-2)c2+…+
cn+1 2
+n-1 2
cn-1 2
+…+2cn-2+cn-1=(n-1)+(n-2)+…+n+1 2
-(n+1 2
+…+2+1)-2[(n-m1)+(n-m2)+…+(n-mt)]+2[(n-n1)+(n-n2)+…+(n-nt)]=n-1 2
-2[(n1-m1)+(n2-m2)+…+(nt-mt)]<(n-1)2 4
.(n-1)2 4
所以S(An)的最大值为
..…(13分)(n-1)2 4