设为正整数,数列满足:
(1)证明:存在一个非立方数的正整数,使得数列中有一项为立方数。
(2)证明:数列中至多有一项为立方数。
第一问送分,只需要简单列举几项就能找出一例。第二问需要一些观察,事实上,高中阶段处理这类题唯一可行的方式就是同余分析法,因为此题没有办法用通项公式方法解决。用同余分析法就需要去寻找一个适当的模,使得它的余数不会太多,经过试验,是一个很好的选择。本题基于一个很显然,但又不容易发现的事实:
引理:一个立方数模的余数只可能是.
以上引理留给读者验证,下面给出此题的详细解答。
(1)令,从而
即为立方数,满足条件。
(2)设数列中存在立方数,则不妨把数列中第一个出现的立方数当作数列的第一项,我们要说明之后的项都不可能是立方数。由于为立方数,而一个立方数模的余数只可能是,则
从而
由数学归纳法可知,当时,
再结合可知,之后的项都不可能是立方数。证毕!
本题重点在于观察,通过几个简单的计算,去寻找数列中的一些规律,只要能够发现一个立方数模的余数只可能是,则能够轻轻松松解决此题。
联系客服