解答:解:(1)(法一)
⇒qa
n-a
n=d⇒(q-1)a
n=d
當(dāng)q=1時,∵a
n≠0,所以d=0;
當(dāng)q≠1時,
⇒an=是一常數(shù),矛盾,所以{a
n}為非零常數(shù)列; (5分)
(法二)設(shè)a
n=a
1+(n-1)d,則有:
==q,
即a
1+nd=(a
1q-qd)+qdn(2分)
所以
,解得
.由此可知數(shù)列{a
n}為非零常數(shù)列; (5分)
(2)記a
n2=b
n,由(1)證明的結(jié)論知:{a
n2}為非零常數(shù)列.(2分)
顯然,{a
n2}為非零常數(shù)列時,{a
n}不一定為非零常數(shù)列,如:非常數(shù)數(shù)列a
n=(-p)
n(p為大于0的正常數(shù))和常數(shù)列a
n=p(p為非零常數(shù))均滿足題意要求.(5分)
(3)若{a
n}滿足a
n+1m-a
nm=d'(常數(shù))且
=q′(常數(shù)),則當(dāng)m為奇數(shù)時,{a
n}必為非零常數(shù)列;當(dāng)m為偶數(shù)時,{a
n}不一定為非零常數(shù)列.
或者:設(shè)a
nm=a
1m+(n-1)d,即a
nm=A+Bn,則
=()m=q′,即
(1+)m對一切n∈N
*均為常數(shù),則必有B=0,即有a
nm=A,當(dāng)m為奇數(shù)時,
an=,當(dāng)m為偶數(shù)時,
an=(A>0)或者
an= i (A<0).3°{a
n}滿足a
n+1m-a
nm=d'(常數(shù))且
=q′(常數(shù)),且m、l為整數(shù),
當(dāng)m、l均為奇數(shù)時,{a
n}必為非零常數(shù)列;否則{a
n}不一定為常數(shù)列.
事實上,條件
=q′(正常數(shù))可以轉(zhuǎn)化為
=(q′)(常數(shù)),整個問題轉(zhuǎn)化為2°,結(jié)論顯然成立.(結(jié)論5分)
或者:設(shè)a
nm=a
1m+(n-1)d,即a
nm=A+Bn,當(dāng)m為奇數(shù)時,有
an=,則
=()=q′,即
(1+)對一切n∈N
*均為常數(shù),則必有B=0,即有a
nm=A,則
an=,當(dāng)m為偶數(shù)時,如反例:a
n=(-1)
nn∈N
*,它既滿足m次方后是等差數(shù)列,又是l(不管l為奇數(shù)還是偶數(shù))次方后成等比數(shù)列,但它不為常數(shù)列.4°{a
n}滿足a
n+1m-a
nm=d'(常數(shù))且
=q′(常數(shù)),m、l為有理數(shù),q′>0,則{a
n}必為非零常數(shù)列;否則{a
n}不一定為常數(shù)列.
證明過程同3°(結(jié)論6分)5°{a
n}滿足a
n+1m-a
nm=d'(常數(shù))且
=q′(常數(shù)),且m、l為實數(shù),q′>0,{a
n}是不等于1的正數(shù)數(shù)列,則{a
n}必為非零且不等于1的常數(shù)列;否則{a
n}不一定為常數(shù)列.
事實上,當(dāng)q′>0,m、l為實數(shù)時,條件
=q′同樣可以轉(zhuǎn)化為
=(q′),記a
nm=b
n,由第(1)題的結(jié)論知:{b
n}必為不等于1的正常數(shù)數(shù)列,也即{a
nm}為不等于1的正常數(shù)數(shù)列,
an=,從而{a
n}也是不等于1的正常數(shù)數(shù)列.
(結(jié)論7分)