(本题满分18分)
数列()有项,,对任意,存在,,若与前项中某一项相等,则称具有性质。
(1)若,,求所有可能的值;
(2)若不是等差数列,求证:数列中存在某些项具有性质;
(3)若中恰有三项具有性质,这三项和为,请用,,表示。
(1)由题意知,,对任意,存在,。
若,,
当,,
当,,或,
当,,的可能取值为,
,,
所以的所有可能的值为,,。
(2)使用反证法来证明该命题。假设中不存在具有性质的项。
因为,,,所以,
所以或,此时具有性质,舍去,
所以。
对于:或或。
若,则,满足性质,舍去;
以此类推,对于,,否则等于,,,中的某一项。
所以是以为首项、为公差的等差数列,与题设条件矛盾。
所以数列中存在某些项具有性质。
(3)由(2)知,去除具有性质的数列的三项,
则数列的剩余项均不相等。
又因为对任意,存在,,
则一定可以将数列的剩余项重新排列为一个等差数列,
数列的公差为,首项为,
则。
本题主要考查等差数列和数列的求和。
(1)已知,,分别将,,的所有可能的取值列出即可。
(2)从正面直接证明结论不太方便,则考虑使用反证法来证明。假设数列中不存在具有性质的项,然后推出矛盾即可。
(3)由(2)知,去除具有性质的数列的三项,则数列的剩余项均不相等,一定可以将数列的剩余项重新排列为一个等差数列,数列的公差为,首项为,即可求出。