本题导读
本题考查数列的新定义问题。核心在于新定义理解法、等差中项法的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2017年江苏卷) 对于给定的正整数 ,若数列 满足 对任意正整数 总成立,则称数列 是“ 数列”.
(1)证明:等差数列 是“ 数列”;
(2)若数列 既是“ 数列”,又是“ 数列”,证明: 是等差数列.
🔍【思路分析】
破题导航
- 第一问(验证新定义):
- 展开定义:对于 , 数列需满足 。
- 利用性质:在等差数列中,下标和相等的两项之和相等,即 。通过配对求和即可快速证明。
- 第二问(双重定义证明等差):
- 列出方程: 满足: ① 满足: ②
- 消元策略:将①代入②,消去中间四项,得到 ③。
- 目标转化:要证 是等差数列,核心是证 。通过对①进行下标平移(用 和 替换 ),结合③式构造新的恒等式进行消元。
✅【答案】
点击查看答案
待补
✍【详细解析】
Abstract
证明: (1)设等差数列 的公差为 。 对于任何正整数 ,根据等差数列性质有: ; ; 。 将上述三式相加得: 。 符合 数列的定义,故等差数列是“ 数列”。
[Image of arithmetic progression properties showing average of symmetric terms]
(2)由题意,对于任何 ,有: (1) (2) 将 (1) 代入 (2) 得: (3) 在 (1) 中,用 替换 得: (4) 在 (1) 中,用 替换 得: (5) (4) + (5) 得: 。 代入 (3) 式 : 。 整理得: (6) 由 (1) 式知 ,代入 (6) 式: 。 。 因为对任意正整数 均成立,故数列 是等差数列。
💡 【考点总结与回顾】
- 新定义的问题拆解:此类题往往给出一个复杂的数学模型,实际上 时就是等差数列的最基本定义(等差中项)。理解定义的本质是破题的关键。
- 对称项思想:论证第一问时,利用“首尾配对”的对称思想可以极大地简化代数运算量。
- 在处理递推式论证时,下标平移(迭代构造) 是最常用的手段。第(2)问的精髓在于通过 和 的平移构造出了包含 和 的项,从而利用已知关系消去高阶项。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:待补
核心方法:待补
避坑指南:待补
📖【试题探源与推广】
Tip
- 结论推广: 若数列既是 又是 数列,则它一定是等差数列。
- 方法推广:
- 特征方程法:对于常系数线性递推数列,可以通过特征方程研究其通项特征,但在本题这种抽象定义中,代数变形更为直接。
- 相关知识点:
- [Image of the definition of arithmetic mean in sequences]
- 等差数列的判定定理: 或 。
🔗【关联脉络】
Multi column