對于數列{un}若存在常數M>0,對任意的n∈N',恒有|un+1-un|+|un-un-1|+…+|u2-u1|≤M
則稱數列{un}為B-數列
(1)首項為1,公比為q(|q|<1)的等比數列是否為B-數列?請說明理由;
(2)設Sn是數列{xn}的前n項和,給出下列兩組論斷;
A組:①數列{xn}是B-數列 ②數列{xn}不是B-數列
B組:③數列{Sn}是B-數列 ④數列{Sn}不是B-數列
請以其中一組中的一個論斷為條件,另一組中的一個論斷為結論組成一個命題.
判斷所給命題的真假,并證明你的結論;
(3)若數列{an},{bn}都是B-數列,證明:數列{anbn}也是B-數列.
【答案】
分析:(1)根據B-數列的定義,首項為1,公比為q(|q|<1)的等比數列,驗證|u
n+1-u
n|+|u
n-u
n-1|+…+|u
2-u
1|≤M即可;
(2)首項寫出兩個命題,根據B-數列的定義加以證明,如果要說明一個命題不正確,則只需舉一反例即可;
(3)數列{a
n},{b
n}都是B-數列,則有|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,下面只需驗證|a
n+1b
n+1-a
nb
n|+|a
nb
n-a
n-1b
n-1|+…+|a
2b
2-a
1b
1|≤M.
解答:解(1)設滿足題設的等比數列為{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).
因為|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|<
故首項為1,公比為q(|q|<1)的等比數列是B-數列.
(2)命題1:若數列{x
n}是B-數列,則數列{S
n}是B-數列.
此命題為假命題.
事實上,設x
n=1,n∈N
•,易知數列{x
n}是B-數列,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,數列{S
n}是B-數列此命題為假命題.
命題2:若數列{S
n}是B-數列,則數列{x
n}是B-數列
此命題為真命題
事實上,因為數列{S
n}是B-數列,
所以存在正數M,對任意的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|
所以數列{x
n}是B-數列.
(3)若數列{a
n}{b
n}是B-數列,則存在正數M
1.M
2,
對任意的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故數列{a
nb
n}是B-數列.
點評:考查學生理解數列概念,靈活運用數列表示法的能力,旨在考查學生的觀察分析和歸納能力,特別是問題(2)(3)的設置,增加了題目的難度,綜合性較強,屬難題.