同一骨架 2024 年广西预赛 · P006485
两题的大下标都先压到一个有限周期状态,但原数列会随周期累加固定增量。必须区分状态循环与数值循环,统计完整周期和余段后,再恢复线性增量与起始项。
一个减去线性特解后出现周期,另一个仅个位数进入循环;初始段与周期段的转接方式不同。
(本题满分 分)已知数列 的各项均为非负实数,且满足:对任意整数 ,均有 。若 ,求 的最大可能值。
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
先独立尝试,再展开工具说明与想法来源。
先回想这道题的想法,再试试当前题。
线性特解是先找一个简单数列抵消非齐次项,本题直接代入 即可确认。对 ,用差 判单调,无需求导。
想法从哪来:试算前几项时,原数列不会直接周期重复,因为递推里不断加入下标。但这个外加项是一次式,所以先减去一个一次特解:令 ,新递推就不再含下标。把最初两项当字母递推六次,会看到状态原样返回,于是原数列每六项只上移一个固定量。 这一步同时解决两个难点:大下标可以按余数折回;“所有项非负”可以完整压到前六项,而非只看最初两项。再用乘积条件把首项表示成第二项的函数,利用非负约束先限定第二项的正区间,才可判断 的单调方向。最后把等号参数放回前六项,借六项平移保证无限后续也合法。
直接递推到第 项不合适。令 可化成 ,呈现六项周期;这使无限非负条件归结为前六项的非负。随后利用乘积条件把 写成一个单变量函数,并用非负条件确定其所在区间。
由递推式,对任意 ,有
其中使用 。因此
设 ,。逐项递推得
式(1)说明数列各项非负当且仅当前六项非负。特别地,
又 ,所以
由乘积为 及非负性,有 。由 ,得 ,故 ;由 ,得 ,故 。 于是
函数 在 上严格递减:若 ,则
故
取 ,,则前六项为
均非负,由式(1)所有后续项也非负,且 ,满足 。 因此最大可能值为 。
首六项中的常数逐一代回原递推,尤其 。六项平移公式既覆盖全部项,又保证取等构造的无限非负性,不能只检验乘积条件。
带线性非齐次项的二阶递推可先减去线性特解,再寻找周期。大下标条件由周期缩短后,仍要把全局非负性转成有限的完整条件,并验证最大值真正可达。
先发现六项平移将无限非负条件化为有限条件,再用大下标乘积压缩变量区间并完成单调最值与全局取等验证。
同一骨架 2024 年广西预赛 · P006485
两题的大下标都先压到一个有限周期状态,但原数列会随周期累加固定增量。必须区分状态循环与数值循环,统计完整周期和余段后,再恢复线性增量与起始项。
一个减去线性特解后出现周期,另一个仅个位数进入循环;初始段与周期段的转接方式不同。
已记下,谢谢!