给定无穷数列,若无穷数列满足:对任意,都有,则称与“接近”。
(1)设是首项为,公比为的等比数列,,。判断数列是否与接近,并说明理由;
(2)设数列的前四项为:,,,,是一个与接近的数列,记集合,求中元素的个数;
(3)已知是公差为的等差数列。若存在数列满足:与接近,且在,,,中至少有个为正数,求的取值范围。
(1)与接近。理由如下:
由题可知,。
则,。
故,。
因为,则,故,所以。
即,。故与接近。
(2)因为,,,,
又与接近,所以,。
所以。
则,,,。
则当时,中只有、、三个元素,;
当时,中有、、、四个元素,。
故中元素的个数为:或。
(3)因为,所以,,
所以,
即,
①若,则恒成立,不符合条件。
②若,令,。
则,与接近。
此时,
当为偶数时,,
当为奇数时,,
当从取到时,恰可以取到个奇数,个偶数,
即在,,,中,存在个正数与个负数。
故时,存在数列,其通项公式为,,
在,,,中有个为正数,此数列是满足题意的。
综上所述,若存在数列满足:与接近,且在,,,中至少有个为正数,则的取值范围为。
本题主要考查数列的递推与通项和不等关系与不等式。
(1)根据等比数列的性质求出的通项,根据题意证明即可。
(2)根据所给的定义得到,,,可能的取值,即为中的元素的个数。
(3)根据分情况讨论的正负,得到的取值范围。