1688
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设无穷数列
- 若
, 写出 , 并求 ; - 证明:
不是单调数列; - 已知存在
, 使得对任意的 , . 证明: 的最小值是奇数, 且 的算术平均数小于 .
解答
-
解 直接计算得
, , . 于是 是以 为周期的周期数列, 自然也是, 从而 -
证明 假设
单调. - 如果存在
, 则 , 于是 , , 产生矛盾. - 否则,
(因为 肯定没有零项), 因此要求 . 这样, 既单调又有界, 所以收敛, 记极限为 . 对递推式取极限: 这个方程的判别式为 , 说明极限压根不存在, 产生矛盾!
综上,
不是单调数列. - 如果存在
-
证明 设
, . 注意到 再结合 , 我们大胆猜测 . 因为 这样根据数学归纳法我们的猜测成立!
记的最小值为 , 则 也即 而 是最小正周期,也即最小的让 是 的整数倍的取值, 所以 互质. 如果 是偶数, 则 是奇数, 这样 , 从而 项的分母为 , 这和"无穷数列"的假设矛盾! 所以 只能是奇数.
现在我们计算算术平均值