问题 解答题
(文)本题共有3个小题,第1、2小题满分各5分,第3小题满分7分.第3小题根据不同思维层次表现予以不同评分.
对于数列{an}
(1)当{an}满足an+1-an=d(常数)且
an+1
an
=q
(常数),证明:{an}为非零常数列.
(2)当{an}满足an+12-an2=d'(常数)且
a2n+1
a2n
=q′
(常数),判断{an}是否为非零常数列,并说明理由.
(3)对(1)、(2)等式中的指数进行推广,写出推广后的一个正确结论(不用说明理由).
答案

(1)(法一)

an+1-an=d
an+1
an
=q
⇒qan-an=d⇒(q-1)an=d

当q=1时,∵an≠0,所以d=0;

当q≠1时,an=

d
q-1
是一常数,矛盾,所以{an}为非零常数列; (5分)

(法二)设an=a1+(n-1)d,则有:

an+1
an
=
a1+(n+1-1)d
a1+(n-1)d
=q,

即a1+nd=(a1q-qd)+qdn(2分)

所以

d=qd
a1=qa1-qd
,解得
d=0
q=1
.由此可知数列{an}为非零常数列; (5分)

(2)记an2=bn,由(1)证明的结论知:{an2}为非零常数列.(2分)

显然,{an2}为非零常数列时,{an}不一定为非零常数列,如:非常数数列an=(-p)n(p为大于0的正常数)和常数列an=p(p为非零常数)均满足题意要求.(5分)

(3)若{an}满足an+1m-anm=d'(常数)且

amn+1
amn
=q′(常数),则当m为奇数时,{an}必为非零常数列;当m为偶数时,{an}不一定为非零常数列.

或者:设anm=a1m+(n-1)d,即anm=A+Bn,则

amn+1
amn
=(
A+(n+1)B
A+nB
)m=q′,即(1+
B
A+Bn
)m
对一切n∈N*均为常数,则必有B=0,即有anm=A,当m为奇数时,an=
mA
,当m为偶数时,an=
mA
(A>0)
或者an=
m(-A)
 i (A<0)
.3°{an}满足an+1m-anm=d'(常数)且
aln+1
aln
=q′
(常数),且m、l为整数,

当m、l均为奇数时,{an}必为非零常数列;否则{an}不一定为常数列.

事实上,条件

aln+1
aln
=q′(正常数)可以转化为
amn+1
amn
=(q′)
m
l
(常数),整个问题转化为2°,结论显然成立.(结论5分)

或者:设anm=a1m+(n-1)d,即anm=A+Bn,当m为奇数时,有an=

mA+Bn
,则
aln+1
aln
=(
A+(n+1)B
A+nB
)
l
m
=q′
,即(1+
B
A+Bn
)
l
m
对一切n∈N*均为常数,则必有B=0,即有anm=A,则an=
mA
,当m为偶数时,如反例:an=(-1)nn∈N*,它既满足m次方后是等差数列,又是l(不管l为奇数还是偶数)次方后成等比数列,但它不为常数列.4°{an}满足an+1m-anm=d'(常数)且
aln+1
aln
=q′
(常数),m、l为有理数,q′>0,则{an}必为非零常数列;否则{an}不一定为常数列.

证明过程同3°(结论6分)5°{an}满足an+1m-anm=d'(常数)且

aln+1
aln
=q′(常数),且m、l为实数,q′>0,{an}是不等于1的正数数列,则{an}必为非零且不等于1的常数列;否则{an}不一定为常数列.

事实上,当q′>0,m、l为实数时,条件

aln+1
aln
=q′同样可以转化为
amn+1
amn
=(q′)
m
l
,记anm=bn,由第(1)题的结论知:{bn}必为不等于1的正常数数列,也即{anm}为不等于1的正常数数列,an=
mbn
,从而{an}也是不等于1的正常数数列.

(结论7分)

单项选择题
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