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1、高考數(shù)學新一輪復習 詳細分類題庫 考點31 直接證明與間接證明(文、理)(含詳解,13高考題)
1.(xx·北京高考理科·T20)已知{an}是由非負整數(shù)組成的無窮數(shù)列,該數(shù)列前n項的最大值記為An,第n項之后各項,…的最小值記為Bn,dn=An-Bn.
(1)若{an}為2,1,4,3,2,1,4,3…,是一個周期為4的數(shù)列(即對任意n∈N*,),寫出d1,d2,d3,d4的值;
(2)設d為非負整數(shù),證明:dn=-d(n=1,2,3…)的充分必要條件為{an}為公差為d的等差數(shù)列;
(3)證明:若a1=2,dn=1(n=1,2,3…),則{an}的項只能是1或2,且有無窮多項為1
2、
【解題指南】(1)根據(jù){dn}的定義求.
(2)充分性:先證明{an}是不減數(shù)列,再利用定義求dn;
必要性:先證明{an}是不減數(shù)列,再利用定義證明等差.
(3)可通過取特殊值和反證法進行證明.
【解析】(1),,
,。
(2) 充分性:
若為公差為的等差數(shù)列,則.
因為是非負整數(shù),所以是常數(shù)列或遞增數(shù)列.
,,
(n=1,2,3,…).
必要性:
若,假設是第一個使得的項,則
,,
,這與矛盾.
所以是不減數(shù)列.
,即,
是公差為的等差數(shù)列.
(3)①首先中的項不能是0,否則,與已知矛盾.
②中的項不能超過2,用反證法證明如下:
若中有超過2的項
3、,設是第一個大于2的項,
中一定存在項為1,否則與矛盾.
當時,,否則與矛盾.
因此存在最大的i在2到k-1之間,使得,
此時,矛盾.
綜上中沒有超過2的項.
綜合①②,中的項只能是1或2.
下面證明1有無數(shù)個,用反證法證明如下:
若為最后一個1,則,矛盾.
因此1有無數(shù)個.
2.(xx·北京高考文科·T20)給定數(shù)列a1,a2,…,an。對i=1,2,…n-l,該數(shù)列前i項的最大值記為Ai,后n-i項ai+1,ai+2,…,an的最小值記為Bi,di=Ai-Bi.
(1)設數(shù)列{an}為3,4,7,1,寫出d1,d2,d3的值.
(2)設a1,a2,…,an(n≥4
4、)是公比大于1的等比數(shù)列,且a1>0.證明:d1,d2,…dn-1是等比數(shù)列。
(3)設d1,d2,…dn-1是公差大于0的等差數(shù)列,且d1>0,證明:a1,a2,…,an-1是等差數(shù)列。
【解題指南】(1)利用di的公式,求d1,d2,d3的值.
(2)先求出{dn}的通項,再利用等比數(shù)列的定義證明{dn}是等比數(shù)列.
(3)先證明{an}是單調(diào)遞增數(shù)列,再證明an是數(shù)列{an}的最小項,最后證明{an}是等差數(shù)列.
【解析】(1),,。
(2)由是公比大于1的等比數(shù)列,且a1>0,可得的通項為且為單調(diào)遞增數(shù)列。
于是當時,為定值。
因此d1,d2,…dn-1構成首項,公比的
5、等比數(shù)列。
(3)若d1,d2,…,dn-1是公差大于0的等差數(shù)列,則00矛盾.
因而k≥2,此時考慮dk-1=Ak-1-Bk-1=ak-1-ak<0,矛盾.
因此,an為數(shù)列{an}中的最小項.
綜上,dk=Ak-Bk=ak-an(k=1,2,…,n-1),于是ak=dk+an,
從而a1,a2,…,an-1是等差數(shù)列.