有限数列
…,
同时满足下列两个条件:
①对于任意的
;
②对于任意的
三个数中至少有一个数是数列
中的项。
(Ⅰ)若
,且
,求a的值;
(Ⅱ)证明:2,3,5不可能都是数列
中的项;
(Ⅲ)求n的最大值。
有限数列
…,
同时满足下列两个条件:
①对于任意的
;
②对于任意的
三个数中至少有一个数是数列
中的项。
(Ⅰ)若
,且
,求a的值;
(Ⅱ)证明:2,3,5不可能都是数列
中的项;
(Ⅲ)求n的最大值。
解:(Ⅰ)由①,得
,
由②,当
时,
,12中至少有一个是数列1,2,a,6中的项,但
,故
,解得a
。
经检验,当
时,符合题意。
(Ⅱ)假设2,3,5是数列
中的项,由②可知:6,10,15中至少有一个是数列
中的项,则有限数列
的最后一项
,且
。
由①,
,
对于数
,由②可知:
;对于数
,由②可知:
。
所以
,这与①矛盾,
所以2,3,5不可能是数列
中的项。
(Ⅲ)n的最大值为9,证明如下:
(1)令
,则
符合①、②。
(2)设
…
符合①、②,则:
(i)
中至多有三项,其绝对值大于1,
假设
中至少有四项,其绝对值大于1,不妨设
是
中绝对值最大的四项,其中
。则对
有
,故
均不是数列
中的项,即
是数列
中的项。
同理:
也是数列
中的项。
但
,
所以
,
所以
,这与①矛盾。
(ii)
中至多有三项,其绝对值大于0且小于1,
假设
中至少有四项,其绝对值大于0且小于1,类似(i)得出矛盾。
(iii)
中至多有两项绝对值等于1。
(iv)
中至多有一项等于0。
综合(i),(ii),(iii),(iv)可知
中至多有9项。
由(1),(2)可得,n的最大值为9。