對(duì)于數(shù)列{un}若存在常數(shù)M>0,對(duì)任意的n∈N',恒有|un+1-un|+|un-un-1|+…+|u2-u1|≤M
則稱數(shù)列{un}為B-數(shù)列
(1)首項(xiàng)為1,公比為q(|q|<1)的等比數(shù)列是否為B-數(shù)列?請(qǐng)說明理由;
(2)設(shè)Sn是數(shù)列{xn}的前n項(xiàng)和,給出下列兩組論斷;
A組:①數(shù)列{xn}是B-數(shù)列 ②數(shù)列{xn}不是B-數(shù)列
B組:③數(shù)列{Sn}是B-數(shù)列 ④數(shù)列{Sn}不是B-數(shù)列
請(qǐng)以其中一組中的一個(gè)論斷為條件,另一組中的一個(gè)論斷為結(jié)論組成一個(gè)命題.
判斷所給命題的真假,并證明你的結(jié)論;
(3)若數(shù)列{an},{bn}都是B-數(shù)列,證明:數(shù)列{anbn}也是B-數(shù)列.
分析:(1)根據(jù)B-數(shù)列的定義,首項(xiàng)為1,公比為q(|q|<1)的等比數(shù)列,驗(yàn)證|un+1-un|+|un-un-1|+…+|u2-u1|≤M即可;
(2)首項(xiàng)寫出兩個(gè)命題,根據(jù)B-數(shù)列的定義加以證明,如果要說明一個(gè)命題不正確,則只需舉一反例即可;
(3)數(shù)列{an},{bn}都是B-數(shù)列,則有|an+1-an|+|an-an-1|+…+|a2-a1|≤M1,|bn+1-bn|+|bn-an-1|…++|b2-b1|≤M2,下面只需驗(yàn)證|an+1bn+1-anbn|+|anbn-an-1bn-1|+…+|a2b2-a1b1|≤M.
解答:解(1)設(shè)滿足題設(shè)的等比數(shù)列為{a
n},則a
n=q
n-1,于是|a
n-a
n-1|=|q
n-1-q
n-2|=|q|
n-2|q-1|,n≥2
因此|a
n+1-a
n|+|a
n-a
n-1|+…+|a
2-a
1|=|q-1|(1+|q|+|q|
2++|q|
n-1).
因?yàn)閨q|<1,所以1+|q|+|q|
2+…+|q|
n-1=
<,即|a
n+1-a
n|+|a
n-a
n1|+…+|a
2-a
1|<
故首項(xiàng)為1,公比為q(|q|<1)的等比數(shù)列是B-數(shù)列.
(2)命題1:若數(shù)列{x
n}是B-數(shù)列,則數(shù)列{S
n}是B-數(shù)列.
此命題為假命題.
事實(shí)上,設(shè)x
n=1,n∈N
•,易知數(shù)列{x
n}是B-數(shù)列,但S
n=n|S
n-1-S
n|+|S
n-S
n+1|+…+|S
2-S
1|=n
由n的任意性知,數(shù)列{S
n}是B-數(shù)列此命題為假命題.
命題2:若數(shù)列{S
n}是B-數(shù)列,則數(shù)列{x
n}是B-數(shù)列
此命題為真命題
事實(shí)上,因?yàn)閿?shù)列{S
n}是B-數(shù)列,
所以存在正數(shù)M,對(duì)任意的n∈N
*,有|S
n+1-S
n|+|S
n-S
n-1|+…+|S
2-S
1|≤M
即|x
n+1|+|x
n|+…+|x
2|≤M.
于是|x
n+1-x
n|+|x
n-x
n-1|+…+|x
2-x
1|≤|x
n+1|+2|x
n|+2|x
n-1|+…+2|x
2|+2|x
1|≤2M+|x
1|
所以數(shù)列{x
n}是B-數(shù)列.
(3)若數(shù)列{a
n}{b
n}是B-數(shù)列,則存在正數(shù)M
1.M
2,
對(duì)任意的n∈N
•,有|a
n+1-a
n|+|a
n-a
n-1|+…+|a
2-a
1|≤M
1,|b
n+1-b
n|+|b
n-a
n-1|…++|b
2-b
1|≤M
2注意到|a
n|=|a
n-a
n-1+a
n-1+a
n-2+…+a
2-a
1+a
1|≤|a
n-a
n-1|+|a
n-1-a
n-2|+…+|a
2-a
1|+|a
1|≤M
1+|a
1|
同理:|b
n|≤M
2+|b
1|
記K
2=M
2+|b
2|,則有K
2=M
2+|b
2||a
n+1b
n+1-a
nb
n|=|a
n+1b
n+1-a
nb
n+1+a
nb
n+1-a
nb
n|≤|b
n+1||a
n+1-a
n|+|a
n||b
n+1-b
n|≤K
1|a
n+1-a
n|+k
1|b
n+1-b
n|
因此K
1(|b
n+1-b
n|+|b
n-b
n-1|+|a
2-a
1|)≤k
2M
1+k
1M
2+K
1(|b
n+1-b
n|+|b
n-b
n-1|+|a
2-a
1|)≤k
2M
1+k
1M
2故數(shù)列{a
nb
n}是B-數(shù)列.
點(diǎn)評(píng):考查學(xué)生理解數(shù)列概念,靈活運(yùn)用數(shù)列表示法的能力,旨在考查學(xué)生的觀察分析和歸納能力,特別是問題(2)(3)的設(shè)置,增加了題目的難度,綜合性較強(qiáng),屬難題.