本题导读
本题考查数列的新定义,以及必要充分条件的证明。
📌【题干】
Question
(2011年北京卷(文)) 若数列 :,,,()满足 (),则称 为 数列.记 .
(1) 写出一个 数列 满足 ;
(2) 若 ,,证明: 数列 是递增数列的充要条件是 ;
(3) 在 的 数列 中,求使得 成立的 的最小值.
🔍【思路分析】
破题导航
- 步骤1:E 数列即相邻差绝对值为
- 步骤2:(2) 递增 每步
- 步骤3:(3) 全降数列使 最小
- 步骤4:估界得
✅【答案】
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(1) 如
(2) 见解析,递增
(3) 的最小值为
✍【详细解析】
Abstract
(1) 相邻两项差的绝对值为 ,取 ,满足 ,符合定义。
(2) 数列每一步为 或 ,共 步。
必要性:若递增,则每步都取 ,。
充分性:若 ,即 步的增量总和为 ,而每步增量至多为 、共 步,故每步都必须是 ,即数列递增。
所以递增的充要条件是 。
(3) ,每步 或 。第 项 ,故
(当且仅当每步都取 ,即数列为 时取等)。
要 ,需 ,因 得 ,即 。
当 时,取全降数列 ,,满足条件。
故 的最小值为 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:新定义数列的逐步约束;每步增量的上界估计(放缩求和);充要条件的双向证明
核心方法:“每步 “的路径模型: 逐项放缩出 的下界,再用构造验证取等
避坑指南:(2) 充分性别漏”每步增量至多为 、步数恰为 ,总和达到上界则每步都取上界”这一步;(3) 的下界 是”全降”时取得,必须说明取等可由全降数列实现,且 要回代求和验证。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:新定义数列压轴是北京卷特色,与 2012-北京卷文-20(数表新定义极值)、2013-北京卷文-20(数列新定义)同族。
结论推广:推广: 时 的最小 满足 ;对 得 。一般地最小 约为 。
方法推广:新定义题:先把定义翻译成”每步 的折线”;(2) 类充要证明抓”总和达到步数上界 ⇒ 每步都取上界”;(3) 类最值先放缩出必要条件,再构造实例验证充分性。
🔗【关联脉络】
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