对于数列{un}若存在常数M>0,对任意的n∈N',恒有|un+1-un|+|un-un-1|+…+|u2-u1|≤M
则称数列{un}为B-数列
(1)首项为1,公比为q(|q|<1)的等比数列是否为B-数列?请说明理由;
(2)设Sn是数列{xn}的前n项和,给出下列两组论断;
A组:①数列{xn}是B-数列 ②数列{xn}不是B-数列
B组:③数列{Sn}是B-数列 ④数列{Sn}不是B-数列
请以其中一组中的一个论断为条件,另一组中的一个论断为结论组成一个命题.
判断所给命题的真假,并证明你的结论;
(3)若数列{an},{bn}都是B-数列,证明:数列{anbn}也是B-数列.
解(1)设满足题设的等比数列为{a
n},则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).
因为|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|<
故首项为1,公比为q(|q|<1)的等比数列是B-数列.
(2)命题1:若数列{x
n}是B-数列,则数列{S
n}是B-数列.
此命题为假命题.
事实上,设x
n=1,n∈N
•,易知数列{x
n}是B-数列,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,数列{S
n}是B-数列此命题为假命题.
命题2:若数列{S
n}是B-数列,则数列{x
n}是B-数列
此命题为真命题
事实上,因为数列{S
n}是B-数列,
所以存在正数M,对任意的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|
所以数列{x
n}是B-数列.
(3)若数列{a
n}{b
n}是B-数列,则存在正数M
1.M
2,
对任意的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|
记K
2=M
2+|b
2|,则有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故数列{a
nb
n}是B-数列.
分析:(1)根据B-数列的定义,首项为1,公比为q(|q|<1)的等比数列,验证|u
n+1-u
n|+|u
n-u
n-1|+…+|u
2-u
1|≤M即可;
(2)首项写出两个命题,根据B-数列的定义加以证明,如果要说明一个命题不正确,则只需举一反例即可;
(3)数列{a
n},{b
n}都是B-数列,则有|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,下面只需验证|a
n+1b
n+1-a
nb
n|+|a
nb
n-a
n-1b
n-1|+…+|a
2b
2-a
1b
1|≤M.
点评:考查学生理解数列概念,灵活运用数列表示法的能力,旨在考查学生的观察分析和归纳能力,特别是问题(2)(3)的设置,增加了题目的难度,综合性较强,属难题.