(本小题13分)
设和是两个等差数列,记
(),
其中表示,,,这个数中最大的数。
(1)若,,求,,的值,并证明是等差数列;
(2)证明:或者对任意正数,存在正整数,当时,;或者存在正整数,使得 ,,,是等差数列。
(1),,,,,。当时,,所以;当时,,,所以;当时,,,,所以。当()时,(,,,),因为,所以,所以随的增大而减小,所以,而时,,时,,满足,故是等差数列。综上所述,,,是等差数列。
(2)设和的公差分别为,,则(,,,)。
当时,则存在正整数,当时,,此时随的增大而减小,所以(),即,,,是等差数列。
当时,,①若,则随的增大而不增,所以是等差数列,②若,则随的增大而增大,所以是等差数列。所以当时,存在,,,,是等差数列。
当时,则存在正整数,当时,,此时随的增大而增大,所以当时,,所以,其中,。取正整数,则当时,,取正整数,则当时,。令,当时,。所以当时,存在正整数,当时,。
综上所述,或者对任意正数,存在正整数,当时,;或者存在正整数,使得,,,是等差数列。
本题主要考查数列综合。
(1)根据的定义,比较(,,,)的大小,得到;
(2),只需要判断的正负性即可得出的值。