已知数集A={a1,a2,…,an}(1≤a1<a2<…<a...

已知数集A={a1,a2,…,an}(1≤a1<a2<…<an,n≥2)具有性质P:对任意的i,j(1≤i≤j≤n),aiaj与ajai两数中至少有一个属于A. (1)分别判断数集{1,3,4}与{1,2,3,6}是否具有性质P,并说明理由; (2)求a1的值;当n=3时,数列a1,a2,a3是否成等比数列,试说明理由; (3)由(2)及通过对A的探究,试写出关于数列a1,a2,…,an的一个真命题,并加以证明.
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骑猪赏月看嫦娥

2024-10-17 10:36:43

解:(1)由于3×4
与43
均不属于数集{1,3,4},∴数集{1,3,4}
不具有性质P
…2分
由于1×2,1×3,1×6,2×3,62,63,11 , 22 , 33 , 66
都属于数集{1,2,3,6},
∴数集{1,2,3,6}
具有性质P…4分
(2)∵A={a1,a2,…,an}
具有性质P,
∴anan
与anan
中至少有一个属于A,由于
1≤a1<a2<…an,故anan∉A
…5分
从而1=anan∈A
…6分∴a1=1
…7分
当n=3
时,∵a3a1> a3a2> a3a3,a1=1,a2a3∉A,∴a3a1 , a3a2, a3a3
都属于A
…8分
从而a3a1=a3,a3a2=a2,a3a3=a1,即a3=a1a3=a22,…9分
故数列a1,a2,a3
成等比数列…10分
(3)对于一切大于或等于3的奇数n,满足性质P
的数列a1,a2,…,an
成等比数列.
…12分
证明:由(2),不妨设n=2k+1(k∈N,k≥2).首先易得a2k+1ai∉A(i=1,…2k),知
a2k+1a1, a2k+1a2, a2k+1a3,…,a2k+1a2k+1
都属于A,又a2k+1a1> a2k+1a2> a2k+1a3>…>a2k+1a2k+1,从而,有
a2k+1a1=a2k+1, a2k+1a2=a2k, a2k+1a3=a2k-1,…,a2k+1a2k+1=a1,即
a2k+1=a1a2k+1=a2a2k=a3a2k-1=…=ai+2a2k-i=…=a2ak+2=ak+12
…(﹡)
因为ai+ja2k-i>ai+2a2k-i=a2k+1(0≤i≤k-2,3≤j≤2k-2i),所以,只有a2k-iai+3,a2k-iai+4,… , a2k-ia2k-i
均属于A.
将i
从0
到k-2
列举,便得到:
第1组:a2ka3 , a2ka4 , a2ka5 , … , a2ka2k-1 , a2ka2k,共2k-2
项;
第2组:a2k-1a4 , a2k-1a5 , a2k-1a6 , … , a2k-1a2k-2 , a2k-1a2k-1,共2k-4
项;
第3组:a2k-2a5 , a2k-2a6 , a2k-2a7 , … , a2k-2a2k-3 , a2k-2a2k-2,共2k-6
项;
…第k-1
组:ak+2ak+1 , ak+2ak+2,共2
项.上一组的第2项总大于下一组的第1项,
再注意到a2ka3=a2k-1a2<a2k-1,故第1组的各数从左到右依次为:a2k-2,a2k-3,a2k-4,…,a2,a1;第2组的各数从左到右依次为:a2k-4,a2k-5,a2k-6,…,a2,a1;第3组的各数从左到右依次为:a2k-6,a2k-7,a2k-8,…,a2,a1;
…第k-1
组的各数从左到右依次为:a2,a1.于是,有a2ka2k-1=a2k-1a2k-2=a2k-2a2k-3=…=ak+2ak+1=a2,由(﹡),ak+1ak=ak+2ak+1,akak-1=ak+3ak+2,…,a3a2=a2ka2k-1,又a2k+1a2k=a2,故数列a1,a2,…,an
成等比数列.…15分