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設數列{an}(n=1,2…)是等差數列,且公差為d,若數列{an}中任意(不同)兩項之和仍是該數列中的一項,則稱該數列是“封閉數列”.

(1)若a1=4,d=2,判斷該數列是否為“封閉數列”,并說明理由?

(2)設Sn是數列{an}的前n項和,若公差d=1,a1>0,試問:是否存在這樣的“封閉數列”,使;若存在,求{an}的通項公式,若不存在,說明理由;

(3)試問:數列{an}為“封閉數列”的充要條件是什么?給出你的結論并加以證明.

答案:
解析:

  (1)數列是“封閉數列”,因為:,1分

  對任意的,有

  ,3分

  ∵m+n+1∈N*于是,令,則有 4分

  (2)解:由是“封閉數列”,得:對任意,必存在使

  成立,5分

  于是有為整數,又是正整數.6分

  若,所以,7分

  若,則,所以,8分

   若,則,于是

  ,所以,9分

  綜上所述,,顯然,該數列是“封閉數列”.10分

  (3)結論:數列為“封閉數列”的充要條件是存在整數,使.12分

  證明:(必要性)任取等差數列的兩項,若存在使,則

  

  故存在,使,14分

  下面證明.當時,顯然成立.

  對,若,則取,對不同的兩項,存在使,

  即,這與矛盾,

  故存在整數,使.16分

  (充分性)若存在整數使,則任取等差數列的兩項,于是

  

  由于為正整數,證畢.18分


練習冊系列答案
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設數列{an}(n=1,2,…)是等差數列,且公差為d,若數列{an}中任意(不同)兩項之和仍是該數列中的一項,則稱該數列是“封閉數列”.

(1)若a1=4,d=2,求證:該數列是“封閉數列”;

(2)試判斷數列an=2n-7(n∈N*)是否是“封閉數列”,為什么?

(3)設Sn是數列{an}的前n項和,若公差d=1,a1>0,試問:是否存在這樣的“封閉數列”,使;若存在,求{an}的通項公式,若不存在,說明理由.

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科目:高中數學 來源: 題型:

設數列{an}(n=1,2,…)是等差數列,且公差為d,若數列{an}中任意(不同)兩項之和仍是該數列中的一項,則稱該數列是“封閉數列”.

(1)若a1=4,d=2,求證:該數列是“封閉數列”.

(2)若an=2n-7(n∈N),試判斷數列{an}是否是“封閉數列”,為什么?

(3)設Sn是數列{an}的前n項和,若公差d=1,a1>0,試問:是否存在這樣的“封閉數列”,使+…+.若存在,求{an}的通項公式;若不存在,說明理由.

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