Question

對于數(shù)列{a_n} （n=1，2，…，m），令b_k為a₁，a₂，…，a_k中的最大值，稱數(shù)列{b_n}為{a_n}的“創(chuàng)新數(shù)列”．例如數(shù)列2，1，3，7，5的創(chuàng)新數(shù)列為2，2，3，7，7．定義數(shù)列{C_n}：c₁，c₂，c₃，…，c_m是自然數(shù)1，2，3，…，m（m＞3）的一個排列．
（Ⅰ）當(dāng)m=5時，寫出創(chuàng)新數(shù)列為3，4，4，5，5的所有數(shù)列{C_n}；
（Ⅱ）是否存在數(shù)列{C_n}，使它的創(chuàng)新數(shù)列為等差數(shù)列？若存在，求出所有的數(shù)列{C_n}，若不存在，請說明理由．

Answer 1

【答案】分析：（Ⅰ）由題意可得，創(chuàng)新數(shù)列為3，4，4，5，5的所有數(shù)列 {C_n}有兩個．
（Ⅱ）存在數(shù)列{C_n}，使它的創(chuàng)新數(shù)列為等差數(shù)列．設(shè)數(shù)列{C_n} 的創(chuàng)新數(shù)列為{ e_n}，若{ e_n}為等差數(shù)列，設(shè)其公差為d，經(jīng)過檢驗，當(dāng)d=0或1時，存在數(shù)列{C_n}，使它的創(chuàng)新數(shù)列為等差數(shù)列．
解答：解：（Ⅰ）由題意可得，創(chuàng)新數(shù)列為3，4，4，5，5的所有數(shù)列 {C_n}有兩個，即數(shù)列3，4，1，5，2；
或數(shù)列3，4，2，5，1．  …（4分）
（Ⅱ）存在數(shù)列{C_n}，使它的創(chuàng)新數(shù)列為等差數(shù)列．
設(shè)數(shù)列{C_n} 的創(chuàng)新數(shù)列為{ e_n}，（n=1，2，3，4…，m），
因為e_m 是 c₁，c₂，c₃，…，c_m 中的最大值，所以 e_m=m．
由題意知，e_k為 c₁，c₂，c₃，…c_k 中最大值，所以，e_k≤e_k+1，且 e_k∈{1，2，3，…，m}．
若{ e_n}為等差數(shù)列，設(shè)其公差為d，則d=e_k+1-e_k≥0 且d∈N．
當(dāng)d=0 時，{ e_n}為常數(shù)列，又 e_m=m，所以數(shù)列{ e_n}為 m，m，…，m．
此時數(shù)列{C_n}是首項為m的任意一個符合條件的數(shù)列．  …（8分）
當(dāng)d=1時，因為e_m=m，所以數(shù)列{ e_n} 為1，2，…，m．
此時，數(shù)列{c_n} 為1，2，3，…，m．  …（10分）
當(dāng)d≥2時，因為 e_m=e₁+（m-1）d≥e₁+（m-1）2=2m-2+e₁，
又m＞3，e₁ 為正整數(shù)，所以 e_m＞m，這與 e_m=m 矛盾，所以此時{ e_n}不存在，即不存在{C_n}使得它的創(chuàng)新數(shù)列為公差d≥2的等差數(shù)列．…（13分）
綜上，當(dāng)數(shù)列{C_n}為以m為首項的任意一個符合條件的數(shù)列，或{C_n}為數(shù)列1，2，3，…，m時，它的創(chuàng)新數(shù)列為等差數(shù)列．…（14分）
點評：本題主要考查創(chuàng)新數(shù)列的定義，等差數(shù)列的定義和性質(zhì)，體現(xiàn)了分類討論的數(shù)學(xué)思想，屬于中檔題．