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已知数列 {an} 满足 a1=a,a2=b(a,b>0). an+2=anan+1(n∈N∗). 给出下列四个结论:

  1. 存在无数组 a,b,使得 {an} 是等比数列;
  2. 存在 a,b,对任意 n∈N∗, 均有 an<an+1 成立;
  3. 对任意 n∈N∗, 均有 an+1+an2≤b+a2 成立;
  4. 存在 m∈N∗,对任意 n≥m, 均有 |an+1−an|−|an+2−an+1|≤10−3,

其中所有正确结论的序号是_____.

解

  1. 显然当 a=b>0 时,{an} 都是以 1 为公比的不同首项的等比数列,因此 (a,b) 确实有无数个. 故 1 正确.
  2. 如果这个结论成立,则 0<an<an+1<an+2,因此 an+2>anan+1, 与条件矛盾. 故 2 错误.
  3. 注意到(an+2+an+12)−(an+1+an2)=anan+1−an+1+an2≤0,
    这说明 {an+1+an2} 单调递减,从而 an+1+an2≤a2+a12=b+a2, 故 3 正确.
  4. 由绝对值不等式|an+1−an|−|an+2−an+1|≤|(an+1−an)+(an+2−an+1)|=|an+2−an|.
    不妨设 a>b. 则由条件得 min{an,an+1}<an+2<max{an,an+1}, 从而 a1>a3>⋯>a2k−1>⋯, a2<a4<⋯<a2k<⋯, 根据单调有界收敛定理,{an} 的两个子列 {a2k−1},{a2k} 收敛,记极限值为 A,B. 则对条件式分别在 n 是奇数、偶数下取极限: A=AB,B=AB⇒A=B, 也即 {an} 收敛,从而 {an} 是柯西列,故 ∃N,∀n,m>N,|an−am|<10−3, 从而取 (m,n)=(n+2,n) 即证明了结论.

综上,答案是 134.