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专题二 压轴解答题
第五关 以子数列或生成数列为背景的解答题
【名师综述】
中学研究的特殊数列只有等差数列与等比数列,一个是线性数列,一个是类指数数列,但数列性质却远远
不止这些,因此新数列的考查方向是多样的、不定的,不仅可考查函数性质,而且常对整数的性质进行考
查.明确考查方向是解决以新数列为背景的解答题的前提,恰当运用对应性质是解决问题思想方法.
【典例解剖】
类型一 排序数列分类讨论问题
典例 1.(2020 江苏南师大附中月考)设数列 是公差不为零等差数列,满足
;数列 的前 项和为 ,且满足 .
(1)求数列 、 的通项公式;
(2)在 和 之间插入 1 个数 ,使 成等差数列;在 和 之间插入 2 个数 ,使
成等差数列;……;在 和 之间插入 个数 ,使 成等
差数列,
(i)求 ;
(ii)是否存在正整数 ,使 成立?若存在,求出所有的正整数对 ;若不存在,请说明
理由.
【答案】(1) (2) (i)(ii) 及 .
【解析】
【分析】(1)设数列 的公差为 ,将已知条件用 表示,解方程组,即可求出 ;令
,得出 为等比数列,即可求出通项;(2)(i)由题意
成等差数列,求出 的通项公式,进而求出 就为数列 的前 项
{ }na ( )*n N∈
2
3 6 9 5 7 9, 6a a a a a a+ = + = { }nb ( )*n N∈ n nS 4 2 3n nS b+ =
{ }na { }nb
1b 2b 11x 1 11 2, ,b x b 2b 3b 21 22,x x
2 21 22 3, , ,b x x b nb 1nb + n 1 2, ,...,n n nmx x x 1 2 1, , ,... ,n n n nm nb x x x b +
11 21 22 1 2... ...n n n nmT x x x x x x= + + + + + + +
,m n 1
2
m
n
m
aT a
+= ( ),m n
( )1
*1 1, 2 3
n
n na n b n N
− = = ∈ 1
3 1
4 4 3 2 3n n n
nT −= − −⋅ ⋅ (9,2) (3,3)
{ }na ( )d d ≠ 0 1,a d na
1 1 11, , 2, n n nn b S n b S S −= = ≥ = − { }nb
1 2 1, , , , ,n n n nn nb x x x b + nkx
1
,3
n
nk nn
k
nx T
=
=∑ { }3n
n n 2 / 36
和,利用错位相减法即可求解;(ii)根据已知得出 的函数关系,利用 ,结合函数值的
变化,即可求解.
【详解】(1)设数列 的公差为 ,则由条件 ,
可得 , ,
又由 ,可得 ,
将 代入上式得 ,
,由 ①
当 时, ②
①-②得: , ,
又 , 是首项为 ,公比为 的等比数列,故 ,
.
(2)①在 和 之间插入 个数 ,
因为 成等差数列,设公差为 ,则
,
则 , ,
①
则 ②
①-②得: ,
,m n * *,m N n N∈ ∈
{ }na ( )d d ≠ 0 3 6 9a a a+ =
( ) ( )1 1 12 5 8a d a d a d+ + + = + 1a d∴ =
2
5 7 96a a a+ = ( ) ( ) ( )2
1 1 14 6 6 8a d a d a d+ + + = +
1a d= 25 49 54d d d+ = 249 49d d∴ =
0 1 nd d a n≠ ∴ = ∴ = 4 2 3n nS b+ =
2n ≥ 1 14 2 3n nS b− −+ =
14 2 2 0n n nb b b −+ − = 1
1 ( 2)3n nb b n−∴ = ≥
1 1 1
14 2 3 02b b b+ = ∴ = ≠ { }nb∴ 1
2
1
3
( )1
*1 1
2 3
n
nb n N
− = ∈
( )1
*1 1, 2 3
n
n na n b n N
− ∴ = = ∈
nb 1nb + n 1 2, , ,n n nnx x x
1 2 1, , , , ,n n n nn nb x x x b + nd
1
1
1 1 1 1
12 3 2 3
( 2) 1 1 3 ( 1)
n n
n n
n n
b bd n n n
−
+
− − = = = −+ − + +
11 1
2 3 3 ( 1)
n
nk n n n
kx b kd n
− = + = − +
1
1
1 1 1 ( 1)
2 3 3 ( 1) 2 3
nn
nk n n
k
n n nx n n
−
=
+ ∴ = ⋅ − ⋅ = + ∑
11 21 22 1 2 2
1 1
3 3 3n n n nn n
nT x x x x x x∴ = + + + + + + + = + + +
2 3 1
1 1 1 1
3 3 3 3 3n n n
n nT +
−= + +…+ +
2 1 1 1
1 113 32 1 1 1 1 1113 3 3 3 3 3 2 3 31 3
n
n n n n n n
n n nT + + +
− = + + + − = − = − − − 3 / 36
,
②若 ,因为 ,所以 ,则 ,
,从而 ,
故 ,
当 时, ,
当 时, ,
当 时, ,
下证 时,有 ,即证 ,
设 ,则 , 在 上单调递增,
故 时, ,即 ,
从而 时, 不是整数,故所求的所有整数对为 及 .
【名师点睛】
由于新数列依赖于顺序,因此项数与项的对应关系是解决问题的关键,而项数与项对应关系往往需要讨论,
因此分类标准的正确选择是考查的难点.
【举一反三】
1.(2020 上海奉贤区一模)有限个元素组成的集合为 , ,集合 中的元素个数
记为 ,定义 ,集合 的个数记为 ,当
,称集合 具有性质 .
(1)设集合 具有性质 ,判断集合 中的三个元素是否能组成等差数列,请说明理由;
(2)设正数列 的前 项和为 ,满足 ,其中 ,数列 中的前 项:
组成的集合 记作 ,将集合 中的所有元素
1
3 1
4 4 3 2 3n n n
nT −∴ = − −⋅ ⋅
1
2
m
n
m
aT a
+=
na n= ma m=
1
3 1 1 1 1
4 4 3 2 3 2 2 2n n
n m
m m−
+− − = = +⋅ ⋅
1
1 1 1
4 4 3 2 3 2n n
n
m−− − =⋅ ⋅
3 3 2 1
4 3 2
n
n
n
m
− − =⋅
( )2 3 2 3 4 62 3 4 623 2 3 3 2 3 3 2 3
nn
n n n
n n nm n n n
− − + +⋅ += = = +− − − − − −
1n = *102 32m N= + = − ∉−
2n = *142 92m N= + = ∈
3n = *2 1 3m N= + = ∈
4( *)n n N≥ ∈ 3 2 3 4 6n n n− − > + 3 6 9 0n n− − >
( ) 3 6 9( 4)xf x x x= − − ≥ 4( ) 3 ln3 6 3 6 3 6 0x xf x′ = − > − ≥ − > ( )f x∴ [4, )+∞
4n ≥ 43 6 9 3 6 4 9 48 0n n− − > − × − = > 4 60 13 2 3n
n
n
+< + + + +
( )f n { }nT 1
2
9nT T≥ = 1
4nT < nT
2 1,9 4
2
, 2 1
2 , 2
nn
n n k
c
n k
= −=
=
s k s *k N∈ 2s ≥ 2k ≥
{ }nc
2i 2 j ( )2 1p i j p≤ < <
1 12 2 2 22
i j
i j− −+ = + 1i ≥ 2j ≥ 12 j− 12i− 1i =
1 12 2 2 22
j p
j p− −+ = + 2j ≥ 3p ≥ 12 j− 12 p−
2k ≥ 2k =
3 s k+ 5
1d 2d 3d 4d 5d 1d 3d 5d 2d 4d 2 2d =
1 3 22 4d d d+ = = 1 1d = 3 3d = 1 2 3 4 5
5 4 3 2 1
1 2 3 4 5 5 4 3 2 1
n ∗∈N { }na nS 1 1n nS a a+= − { }nb 8 / 36
和为 ,且满足 ,且 .
(1)求数列 的通项公式;
(2)求数列 的通项公式;
(3)设 ,问:数列 中是否存在不同两项 , ( ,i, ),使 仍是数列
中的项?若存在,请求出 i,j;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) ,(2) ,(3)存在, ,
【解析】
【分析】(1)先根据 ,求出 ,再根据 可得 ,
然 后 两 式 作 差 , 得 到 , 再 求 出 首 项 , 进 而 可 得 数 列 的 通 项 公 式 ; ( 2 ) 根 据
,通过递推,可证数列 为等差数列,即可求出通项公式;(3)由 ,
假设数列 中存在不同两项 , ( , , ),然后根据条件找出满足条件的 , 值即
可.
【详解】(1)∵数列 的前 n 项和为 ,且满足 ,∴ , ,
由 ,得 .
∴ ,且 ,即 .
∴数列 是首项为 ,公比为 2 的等比数列,∴ .
(2)∵ ①
时, ②
① ②得 ,
∴ , ,
时, ,∴ ,
nT ( )1 12n n nT b n n b+ = + + 1 2a b=
{ }na
{ }nb
n
n
n
ac b
= { }nc ic jc 1 i j≤ < j ∗∈N i jc c+
{ }nc
2n
na = nb n= 1i = 2j =
( )1 12n n nT b n n b+ = + + 2b 1 1n nS a a+= − ( )1 1 2n nS a a n− = − ≥
12n na a −= { }na
( )1 12n n nT b n n b+ = + + { }nb n
n
n
ac b
=
{ }nc ic jc 1 i j≤ < i j ∗∈N i j
{ }nb nT ( )1 12n n nT b n n b+ = + + 1 1b = 2 2b =
1 1n nS a a+= − ( )1 1 2n nS a a n− = − ≥
( )12 2n na a n−= ≥ 1 2 1a a a= − 2 12a a=
{ }na 1 2 2a b= = 2n
na =
( )1 12n n nT b n n b+ = + +
2n ≥ ( )( )1 1 1
11 1 12n n nT b n n b− − −+ = − + − +
− ( )1 1
1 1 11 12 2 2n n n n nb b b nb n b− −+ − = + + − −
( )1 14 2 3 1n n n nb b nb n b− −− = + − − ( ) ( ) 14 3 3n nn b n b −− − − = −
3n ≥ ( ) ( )1 25 4 3n nn b n b− −− − − = − ( ) ( ) ( )2 14 4 2 8n n nn b n b n b− −− + − = − 9 / 36
∴ ,∴ 为等差数列,∴ .
(3) ,假设 中存在不同的两项 , ( ),使 ( )
,
注意到 .
∴ 单调递增,由 ,则 ,∴ ,
令 ( ),∴ ,
∴ ,
∵ ,∴ ,而 ,∴ , .
令 ,则 ,
∴ 为单调递增,注意到 时, , ,∴m 只能为 1,2,3.
①当 时, ,
∴ ,故 i 只能为 1,2,3,
当 时, ,此时 ;
当 时, ,此时 无整数解,舍;
当 时, ,此时 ,无正整数解,舍去.
②当 时, ,此时 ,
2 12n n nb b b− −+ = { }nb ( )1 1 1nb n n= + − ⋅ =
2n
nc n
= { }nc ic jc 1 i j≤ < i j kc c c+ = k ∗∈N
2 2 2i j k
i j k
⇒ + =
( )
( )
( )
( )
11
1
2 1 2 1 22 2 01 1 1
n n nn n
n n
n n nc c n n n n n n
++
+
⋅ − + ⋅ − ⋅− = − = = ≥+ + +
{ }nc 2 2k j
k jk j
> ⇒ > 1k j≥ + ( )
( )
1 1 22 2 2
1 1
jk j i j
k j i j j
+ −≥ ⇒ ≥+ +
j i m− = m 1≥ j m i= +
( )
( )
( )( )
( )
1 1 22 1 11 1 1
j i j j m i m i m
i j i m i i m i
− + + + + ≤ = = + + − + − + −
2m i+ ≥ 21 31m i
+ ≤+ − 1 1m mi
+ ≤ + ( )2 3 1m m≤ + 2 31
m
m
≤+
2
1
n
nC n
= +
( ) ( )
( )( ) ( )( )
11
1
2 1 2 22 2 2 02 1 1 2 1 2
n nn n n
n n
n n nC C n n n n n n
++
+
+ − + ⋅− = − = = >+ + + + + +
{ }nC 3m =
32 2 31 3
= +
1m = 1 1j i j i− = ⇒ = +
( )( ) 2
2 2 2
1 2 3 2 3 22 1i i i i
i i i i
+ + + +≤ = = + +
1i = 2j = 2 42 4 42
k
kk
= + = ⇒ =
2i = 3j = 2 8 142 3 3
k
k
= + =
3i = 4j = 2 8 2043 3
k
k
= + =
2m = 2j i= + ( )( )
( )2 2
2
2 3 4 62 3 3 6 01
i i i i ii i i i
+ + +≤ ⇒ ≥ ⇒ − − ≤+ + 10 / 36
∴ ,此时 , 无解;
③当 时, ,此时 ,无正整数
解,舍去.
综上:存在 , 满足题意.
2.已知数列 的前 项和 ,对任意正整数 ,总存在正数 使得 , 恒成立:
数列 的前 项和 ,且对任意正整数 , 恒成立.
(1)求常数 的值;
(2)证明数列 为等差数列;
(3)若 ,记 ,是否存在正整数 ,使得
对任意正整数 , 恒成立,若存在,求正整数 的最小值,若不存在,请说明理由.
【答案】(1) (2)见解析(3)正整数 的最小值为 4
【解析】
∵ 为正数
∴ .
又∵ , ,且
∴ .
3j i= + ( )( )
( ) 2 2 23 48 7 12 8 16 7 9 12 02
i i i i i i i ii i
+ +≤ ⇒ + + ≥ + ⇒ + − ≤+
1i = 2j =
1i = 3j = 2 8 142 3 3
k
k
= + = ⇒
3m =
{ }na n nS n , ,p q r 1n
na p −= n
nS q r= −
{ }nb n nT n 2 n nT nb=
, ,p q r
{ }nb
1 2b = 31 2 22 2
2 4n
n n n
n bn b n bP a a a
++ += + + 1
2 1
2 2
2 2
n n
n n
n n
n b n b
a a
−
− −
+ ++…+ + k
n nP k≤ k
2 r=1p q= = , k
,p q
2p q= =
1 1a = 1S q r= − 1 1a S=
1r = 11 / 36
(2)∵ ③
∴当 时, ④,
∴③-④得: ,即 ⑤,
又∵ ⑥
∴⑤+⑥得: ,即
∴ 为等差数列.
(3)∵ , ,由(2)知 为等差数列
∴ .
又由(1)知 ,
∴ ,
又∵ ,
∴ ,
令 得 ,
∴ ,解得 ,
∴ 时, ,即 ,
∵ 时, ,
∴ ,即 .
此时 ,即 ,
∴ 的最大值为
若存在正整数 ,使得对任意正整数 , 恒成立,则 ,
∴正整数 的最小值为 4.
类型三 新数列中定义理解与应用问题
2 n nT nb=
2n ≥ ( )1 12 1n nT n b− −= −
( ) 12 1n n nb nb n b −= − − ( ) ( ) 12 1n nn b n b −− = −
( ) 11 n nn b nb+− =
( ) ( ) ( )1 12 2 1 1n n nn b n b n b− +− = − + − 1 12 n n nb b b− += +
{ }nb
1 0b = 2 2b = { }nb
2 2nb n= −
12n
na −=
1
2 2 2
2 2n n n
n nP −
+= + 2 3 2 2
4 4 4 2
2 2n n
n n
− −
− −+ + +
1
2 2
2n n
nP +
+= + + 2 3 2 2 2 1 2
4 4 4 2 4 4 2
2 2 2 2n n n n
n n n n
− − −
− − ++ + +
1 2 1 2 1
4 4 2 2
2 2 2n n n n n
n n nP P+ − −
+− = + − 12 2 4 2
4
n
n
n n+ − ⋅=
1 0n nP P+ − > 12 2 4 2 0nn n+ − ⋅ >
6 1 12 3 42 2
n n
n n
+< = + < 1n =
1n = 1 0n nP P+ − > 2 1p P>
2n ≥ 2 4n ≥ 13 42n
+ <
1 6 12 3 2 2
n n
n n
+> + = 12 2 4 2 0nn n+ − ⋅ <
1n nP P+ < 2 3 4p p p> > >
nP 2
2 2 2 2 2 7
2 2 2nP
× × += + =
k n nP k≤ max
7
2k P≥ =
k 12 / 36
典例 3.(2020 江苏南京盐城一模)定义:若无穷数列 满足 是公比为 的等比数列,则称数列
为“ 数列”.设数列 中
(1)若 ,且数列 是“ 数列”,求数列 的通项公式;
(2)设数列 的前 项和为 ,且 ,请判断数列 是否为“ 数列”,并说
明理由;
(3)若数列 是“ 数列”,是否存在正整数 ,使得 ?若存在,请求出所有
满足条件的正整数 ;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) ;(2)是“ 数列”,证明见解析;(3)存在, ;
【解析】
【分析】(1)计算 ,故 是公比为 1 的等比数列,计算得到答案;(2)
是“ ”数列,化简得到 ,即 ,得到证明;(3)
是公比为 2 的等比数列, ,利用累加法得到 ,得到 ,计算得到答案.
【详解】(1)由题意可得 ,
由数列 为“ 数列”可得 ,即 ,
则 是公比为 1 的等比数列,即 ,
则 是首项为 1,公差为 3 的等差数列, ;
(2) 是“ ”数列,,
理由如下: 时,由 ,可得 ,
两式作差可得 即 ,
则 ,两式作差可得 ,即 ,
由 ,可得 ,则 ,
则 对任意 成立,则 为首项是 ,公比为 3 的等比软列,
{ }na { }1n na a+ − q
{ }na ( )M q { }nb 1 31, 7b b= =
2 4b = { }nb ( )M q { }nb
{ }nb n nS 1
12 2n nb S n λ+ = − + { }nb ( )M q
{ }nb (2)M ,m n 4039 4040
2019 2019
m
n
b
b
< <
,m n
3 2nb n= − ( )M q 11, 10m n= =
2 1 3 23, 3b b b b− = − = { }1n nb b+ − { }nb
( )M q 1
12 2n n nb b b+ − = − ( )2 1 13n n n nb b b b+ + +− = − { }1n nb b+ −
1 2n
n nb b+ − = 2 1n
nb = − 1m n= +
2 1 3 23, 3b b b b− = − =
{ }nb ( )M q ( )3 2 2 1b b q b b− = − 1q =
{ }1n nb b+ − 2 1
*
1 3,n nb b b b n N+ − = − = ∈
{ }nb 3 2nb n= −
{ }nb ( )M q
2n ≥ 1
12 2n nb S n λ+ = − + 1
12 ( 1)2n nb S n λ−= − − +
1
12 2n n nb b b+ − = − 1
13 , 22n nb b n+ − = − ≥
2 1
13 2n nb b+ +− = − 2 1 13 3n n n nb b b b+ + +− = − ( )2 1 13 , 2n n n nb b b b n+ + +− = − ≥
3 2 3
13 , 72b b b− = − = 2
5
2b = ( )3 2 2 1
9 33 32 2b b b b− = = × = −
( )2 1 13n n n nb b b b+ + +− = − *n N∈ { }1n nb b+ − 3
2 13 / 36
则 为 数列;
(3)由 是 数列,可得 是公比为 2 的等比数列,
即 ,则 ,由 ,可得 ,则 ,
则 ,
则 ,若正整数 满足 ,则 ,
由 ,则 ,则 ,
若 ,则 ,不满足 ,
若 ,则 ,则 ,即 ,
则 ,则正整数 ,则 ;
因此存在满足条件的 .
【名师点睛】
本题三个难点,一是数列新定义,利用新定义确定等比数列首项,再代入等比数列通项公式求解,二是利
用放缩法求证不等式,放缩目的,是将非特殊数列转化为特殊数列,从而可利用特殊数列性质,以算代征,
三是结论含义的应用,实质又是一个新定义,只不过是新定义的性质应用.
【举一反三】
设数列 A: , ,… ( ).如果对小于 ( )的每个正整数 都有 < ,则称 是数
列 A 的一个“G 时刻”.记“ 是数列 A 的所有“G 时刻”组成的集合.
(1)对数列 A:-2,2,-1,1,3,写出 的所有元素;
(2)证明:若数列 A 中存在 使得 > ,则 ;
(3)证明:若数列 A 满足 - ≤1(n=2,3,…,N),则 的元素个数不小于 - .
【答案】(1) 的元素为 和 ;(2)详见解析;(3)详见解析.
【解析】
{ }nb ( )M q
{ }nb (2)M { }1n nb b+ −
( )1
1 2 12n
n nb b b b−
+ − = − ( )3 2 2 12b b b b− = − 1 31, 7b b= = 2 3b = 1 2n
n nb b+ − =
( ) ( ) ( ) 2 1
1 2 1 3 2 1 2 2 2 2 2n n
n n nb b b b b b b b −
−− = − + − + + − = + + + = −
2 1n
nb = − ,m n 4039 4040
2019 2019
m
n
b
b
< < 4039 2 1 4040
2019 2 1 2019
m
n
−< − > 2 1 2 1m n− > − m n>
2m n≥ +
22 1 2 1 34 42 1 2 1 2 1
m n
n n n
+− −≥ = + >− − −
4039 2 1 4040
2019 2 1 2019
m
n
−< ≤≤∈ ∗
1,2 aaNiNi i
{ }1,2min aaNiNim i >≤≤∈= ∗
2≥m mk aaamk
∅≠)(AG
{ } pp nnnnnnAG 4m = 5 4 5
3 04c c
−− = <
4m > 1 0m mc c+ − > 4 5 6c c c> <
( )f x [ )5,+∞
( )1 1f = ( ) ( )2 4 0f f= = ( )3 1f = − ( )5 7f =
1,2,3,n m= ⋅⋅⋅ 22nL n− + − 22mL m− + −
22nL n+ − 1L −
k 22 1mL m L− − ≤+ −
22 1
2
m mL
− +≥
L
22 1
2
m m− − 22 1
2
m mk
− −=
{ }na { }nb { }nc *n N∈ 1na +
n nb c− 1nb + n nc a− 1nc + n na b− nd { }, ,n n nmax a b c { }, ,max x y z 3 x
y z 19 / 36
(1)若 = , = , = ,求 , , 的值;
(2)若 = , = ,求满足 = 的 的所有值;
(3)设 , , 是非零整数,且 , , 互不相等,证明:存在正整数 ,使得数列 , ,
中有且只有一个数列自第 项起各项均为 .
【答案】(1) = , = , = .(2) , , , .(3)见详解
【解析】
【分析】(1)由题意代入分别求出 , , 的值;(2)设 = ,的值,讨论 的函数表达式,进而得出
, , , , , 都用 表示,进而求出所有的 的值;(3)分类讨论:先 , , 都不为零,
由题意得出矛盾;所以存在正整数 ,使 , , 中至少有一个为零,再讨论两个为零得出矛盾,
以此类推,即有:对 , = , = , = , ,此时有且仅有一个数列 自
项起各项均为 .
【详解】(1)由题意: = = = ; = = = ; = = = ;以此类
推,看得出 = , = , = .
(2)若 = , = , = ,则 = , = , = ,
, = , = , = ,
当 时, = , = , = , = ,由 = ,得 = ,不符合题意.
当 , = , = , = , ,由 = ,
得 = ,符合题意.
当 , = , = , = ,
由 = ,得 = ,符合题意,
1a 1 1b 2 1c 4 4a 4b 4c
1a 1 1b 2 2d 3d 1c
1a 1b 1c 1a 1b 1c k { }na { }nb
{ }nc k 0
4a 0 4b 1− 4c 1 2− 1− 1 2
4a 4b 4c 1c x 2d
2a 3a 2b 3b 2c 3c x 1c ka kb kc
3k ≥ ka kb kc
n k∀ ≥ na 0 1nb + kc 1nc + kc− 0kc ≠ { }na k
0
2a 1 1b c− 2 4− 2− 2b 1 1c a− 4 1− 3 2c 1 1a b− 1 2− 1−
4a 0 4b 1− 4c 1
1a 1 1b 2 1c x 2a 2 x− 2b 1x − 2c 1−
3a 1 1x − − 3b 1 2 x− − 3c 2 1|x x− − −
0 1x≤ < 3a x− 3b 1|x − 3c 1 3d 1 3d 2d | x 1
1 2x≤ < 3a 2x − 3b 1x − 3c 3 2 x− 3d 2d
x 1
2x ≥ 3a 2x − 3b 3 x− 3c 1−
3d 2d x 2 20 / 36
综上 的取值是: , , , .
(3)先证明:存在正整数 ,使, , , 中至少有一个为零,
假设对任意正整数 ,
, , 都不为零,由 , , 是非零整数,且 , , 互不相等,得 , ,
若对任意 , , , 都不为零,则 .即对任意 , .
当 时, = , = , = ,
所以 = ,所以 单调递减,由 为有限正整数,所以必存在正整数
,使得 ,矛盾,
所以存在正整数 ,使 , , 中至少有一个为零,
不妨设 = ,且 , … ,则 = ,且 = ,
否则若 = = ,因为 = ,
则必有 = = = ,矛盾.
于是, = , = ,且 = ,所以, = ,
= , = = ,
以此类推,即有:对 , = , = , = , ,
此时有且仅有一个数列 自 项起各项均为 .
综上:结论成立.
4.(2020 江苏扬州期末考试)对于项数为 m( 且 )的有穷正整数数列 ,记
,即 为 中的最小值,设由 组成的数列
称为 的“新型数列”.
(1)若数列 为 2019,2020,2019,2018,2017,请写出 的“新型数列” 的所有项;
1c 2− 1− 1 2
3k ≥ ka kb kc
3k ≥
ka kb kc 1a 1b 1c 1a 1b 1c 1 *d N∈ *
2d N∈
3k ≥ ka kb kc *kd N∈ 1k ≥ *kd N∈
1k ≥ 1ka + { }| ,k k k k kb c max b c d− < ≤ 1kb + k k kc a d− < 1kc + k k ka b d− <
1kd + { }1 1 1, ,k k k kmax a b c d+ + + < { }kd 2d
3m ≥ 0md ≤
3k ≥ ka kb kc
ka 0 1 0a ≠ 2 0a ≠ 1 0ka − ≠ 1kb − 1kc − 1kb − 1 1k kc a− −≠
1kb − 1kc − 1ka − 1 1 1k k ka b c− − −+ + 0
1ka − 1kb − 1kc − 0
kb 1 1 0k kc a− −− ≠ kc 1 1 0k ka b− −− ≠ kb kc− 1ka + 0
1kb + kc 1kc + kb− kc−
n k∀ ≥ na 0 1nb + kc 1nc + kc− 0kc ≠
{ }na k 0
*m∈N 1m > { }na
{ }1 2min , , ,k kb a a a= ⋅⋅⋅ ( 1,2, , )k m= ⋅⋅⋅ kb 1 2, , , ka a a⋅⋅⋅ 1 2 3, , , , mb b b b⋅⋅⋅
{ }nb { }na
{ }na { }na { }nb 21 / 36
(2)若数列 满足 ,且其对应的“新型数列” 项数 ,求 的所
有项的和;
(3)若数列 的各项互不相等且所有项的和等于所有项的积,求符合条件的 及其对应的“新型数列”
.
【答案】(1)数列 为 2019,2019,2019,2018,2017(2) (3)满足题意的数列 :
.所以对应的“新型数列” 分别为: .
【解析】
【分析】(1)根据 的定义直接写出 的所有项;(2)首先推出 关于 n 递减,则 中共 21 项且各
项分别与 中各项相同,相加利用等比数列的前 n 项和公式即可得解.(3)先不妨设数列 单调递增,
分 、 、 三种情况讨论,求出满足题意的数列 ,进而求得对应的“新型数列” .
【详解】(1)数列 为 2019,2019,2019,2018,2017;
(2)由已知得:当 时, 关于 n 递减;当 时, 关于 n 递减,
又 时, 关于 n 递减.
, .
又 , .
共 21 项且各项分别与 中各项相同,
其和为
.
(3)先不妨设数列 单调递增,
当 时, , ,
{ }na
101 , 62
22 , 7
n
n
na
n n
− ≤ =
− ≥
{ }nb [21,30]m∈ { }nb
{ }na { }na
{ }nb
{ }nb 1128 { }na 1,2,3; 1,3,2;
2,1,3; 2,3,1; 3,1,2; 3,2,1 { }nb 1,1,1; 1,1,1; 2,1,1; 2,2,1; 3,1,1; 3,2,1
kb { }nb { }na { }nb
{ }na { }na
2m = 3m = 4m≥ { }na { }nb
{ }nb
6n ≤ { }na 7n ≥ { }na
6 7 ,a a> *n N∴ ∈ { }na
*Nna ∈ 21m∴ ≤
[21,30]m∈ 21m∴ =
{ }nb∴ { }na
2 6
21
1 1 11024 1024 1024 15 14 12 2 2T = + +⋅⋅⋅+ + + +⋅⋅⋅+
6
1 11 15(15 1)2 21024 1 21 2
− + = +
−
1128=
{ }na
2m = *
1 2,a a N∈ 1 2 1 2 22a a a a a+ =
{ }na
{ }na 1,2,3; 1,3,2; 2,1,3; 2,3,1; 3,1,2; 3,2,1
{ }nb 1,1,1; 1,1,1; 2,1,1; 2,2,1; 3,1,1; 3,2,1
{ }na { }nb
1 1 2 2 3 34, 6 2 2, 2 4a b b a b a= = = − = +,
{ }na { }nb
{ }nc
1
1
1, 2 2 ,1,
, 2 ,
k k
n k
k
nc c
b n
+ < m,都有 ≥ Cm.
【答案】(1)证明见解析;(2)① ;②证明见解析
【解析】
【分析】(1)分别可得 , ,二者求和可得
,进而得证;(2)①分别可得 ,
,二者整理可得 ,即可证明 是首项为 ,公比为
2
1
n
i i
i
a c
=
∑
{ }na d { }nb q
( )
( )2
6 2 4 2 6 2
6 2 4 2 4 12 4
q d d
q d d
= + − = + = + + = +
3
2
d
q
=
=
4 ( 1) 3 3 1na n n= + − × = + 16 2 3 2n n
nb −= × = ×
{ }na 3 1na n= + { }nb 3 2n
nb = ×
( ) ( ) ( )( )2 2 21 1 3 2 1 3 2 1 9 4 1n n n
n n n
na c a b− = − = × + × − = × −
( ){ }2 2 1n na c − ( )2 2 1 9 4 1n n
na c − = × −
( )2 2
1 1
1
n n
i i i i i
i i
a c a a c
= =
= + − ∑ ∑ ( )2 2
2 2
1 1
1
n n
i ii
i i
a a c
= =
= + −∑ ∑ ( )2 2 1
2 4 32
n n
n
− = × + ×
( )
1
9 4 1
n
i
i=
+ × −∑
( ) ( )2 1 1 4 1 4
3 2 5 2 9 1 4
n
n n n− −
−
= × + × + × −−
( )2 1 1 *27 2 5 2 12n n n n N− −= × + × − − ∈
1
1 ( 1) ( )2
n
n na a Rλ λ−
− −= + ∈
2
2
3n nb a= +
2
1
1
3
n
in
i
Cn an =
= ⋅ ∑
pC
2 43
n
nb = ⋅
( )2 +1
2 +1 2 2
1 1 12
n
n n na a a
− −= + = + ( )2
2 2 1 2 1
1 1
2
n
n n na a a− −
− −= + =
2 1 2 1 1n na a+ −− = ( )2 2
2 2 2 1 2 1
1 12 22
n
n n na a a
+
+ + +
− −= + =
( )2 1
2 1 2 2
1 12 2 12
n
n n na a a
+
+
− −= + = + 2 2 24 2n na a+ = + { }nb 8
3 24 / 36
4 的等比数列,进而求得通项公式;②先求得 与 的通项公式,则
,则
,进而利用数列的单调性证明即可
【详解】(1)证明:当 时, ,
①,
②,
则① ②得 ,
当 时, ,
是首项为 1,公差为 1 的等差数列
(2)①当 时, ,
当 时, ,
①,
②,
① ② 得 ,
,即 ,
,
是首项为 ,公比为 4 的等比数列,
{ }2na { }2 1na −
( ) ( )2
1 3 2 1 2 4 2
1
n
i n n
i
a a a a a a a−
=
= + + + + + + +∑ ( )4 4 13
n n= − −
1 1
1
1 4 4 4 3 4
3 3 3 3
n n
n n n
nC nn n
+ +
+
− −= − − = ⋅ ⋅
1λ = ( )
1
1 1
2
n
n na a −
− −= +
( )2 +1
2 +1 2 2
1 1 12
n
n n na a a
− −∴ = + = +
( )2
2 2 1 2 1
1 1
2
n
n n na a a− −
− −= + =
+ 2 1 2 1 1n na a+ −− =
1n = 1 1a =
{ }2 1na −∴
2λ = ( )
1
1 12 2
n
n na a −
− −= +
2n = ( )2
2 1
1 12 22a a
− −= + =
( )2 2
2 2 2 1 2 1
1 12 22
n
n n na a a
+
+ + +
− −∴ = + =
( )2 1
2 1 2 2
1 12 2 12
n
n n na a a
+
+
− −= + = +
+ 2× 2 2 24 2n na a+ = +
2 2 2
2 243 3n na a+
∴ + = + 1 4n nb b+ =
1 2
2 2 823 3 3b a= + = + =
{ }nb\ 8
3 25 / 36
②由(2)①知 ,
同理由 可得 ,
,
当 时, ,
是首项为 ,公比为 4 的等比数列,
,
,
,
当 时, ;
当 时, ;
当 时, ,
18 24 43 3
n n
nb −∴ = ⋅ = ⋅
( )2
2 4 13
n
na = −
2 1 2
2 2 1
2 1
2
n n
n n
a a
a a
+
−
= +
= 2 1 2 14 1n na a+ −= +
2 1 2 1
1 143 3n na a+ −
∴ + = +
1n = 1
1 1 413 3 3a + = + =
2 1
1
3na −
∴ +
4
3
1
2 1
1 4 14 43 3 3
n n
na −
−∴ + = ⋅ = ⋅
( )2 1
1 4 13
n
na −∴ = −
( ) ( )2
1 3 2 1 2 4 2
1
n
i n n
i
a a a a a a a−
=
∴ = + + + + + + +∑
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
4 81 4 1 4 2 4 8 43 3 4 1 4 1 4 11 4 3 1 4 3 9 9 3
n n
n n nn n n n
− −
= − + − = − + − − = − −− −
1 1
1
1 4 4 4 3 4
3 3 3 3
n n
n n n
nC nn n
+ +
+
− −∴ = − − = ⋅ ⋅
( )
( )
2 1
1 2 1
4 3 1 4 4 3 4
1 3 3
n n
n n n n
n nC C n n
+ +
+ + +
− + − − −− = −+ ⋅ ⋅
( ) ( )( )
( )
2 1
2
4 3 1 4 3 1 4 3 4
1 3
n n
n
n n n n
n n
+ +
+
− + − − + − − = + ⋅
( )
( )
1 2
2
3 4 6 6 8 12
1 3
n
n
n n n n
n n
+
+
− + + + += + ⋅
( )
( )
1 2
2
3 4 6 14 12
1 3
n
n
n n n
n n
+
+
− ⋅ + + += +
1n = 2 1 3
2 16 6 14 12 02 3C C
− × + + +− = =×
2n = 2 1 3
64 24 28 12 02 3 3C C
− + + +− = =× ×
3n ≥ 1 0n nC C+ − > 26 / 36
对于一切 ,都有 ,故对任意 ,当 时,
7.(2020 江苏淮安六校联考)对于 若数列 满足 则称这个数列为“ 数列”.
(1)已知数列 1, 是“ 数列”,求实数 的取值范围;
(2)是否存在首项为 的等差数列 为“ 数列”,且其前 项和 使得 恒成立?若存在,
求出 的通项公式;若不存在,请说明理由;
(3)已知各项均为正整数的等比数列 是“ 数列”,数列 不是“ 数列”,若 试判断
数列 是否为“ 数列”,并说明理由.
【答案】(1) ;(2)见解析;(3)见解析.
【解析】
试题分析:(1)根据题目中所定义的“ 数列”,只需 同时满足,解不等式
可解 m 范围.(2)由题意可知,若存在只需等差数列的公差 ,即 < ,代
入 n=1,n>1,矛盾.(3)设数列 的公比为 则 , ,满足“ 数列”,即
只需最小项 即 不是“ 数列”,且
为最小项,
所以 即 ,所以只能 只有解 或 分两类讨
论数列 .
试题解析:(Ⅰ)由题意得
解得
所以实数 的取值范围是
(Ⅱ假设存在等差数列 符合要求,设公差为 则
∴ n ∗∈N 1n nC C+ ≥ ,p m N ∗∈ p m> p mC C≥
*,n N∀ ∈ { }nx 1 1,n nx x+ − > K
21,m m+ K m
1− { }na K n nS 21
2nS n n< −
{ }na
{ }na K 1
2 na K 1 ,1
n
n
ab n
+= +
{ }nb K
2m >
K ( ) ( )21 1 1, 1 1,m m m+ − > − + >
1d > ( )1
2n
n nS n d
−= − + 21
2 n n−
{ }na ,q 1
1
n
na a q −= *
na N∈ K
( )1 1 1 0,n n n n na a a q a a q− − = − = − > > 2 1 1,a a− > ( )1
11 1, 2 na q a − > K
2 1
1 1
2 2a a−
2 1
1 1 1,2 2a a− ≤ ( )1 1 2a q − ≤ ( )1 1 2,a q − = 1 1, 3a q= = 1 2, 2.a q= =
{ }nb
( )1 1 1,m + − >
( )2 1 1,m m− + >
2,m >
m 2.m >
{ }na ,d 1,d > 27 / 36
由 得
由题意,得 对 均成立,即
①当 时,
②当 时,
因为
所以 与 矛盾,
所以这样的等差数列不存在.
(Ⅲ)设数列 的公比为 则
因为 的每一项均为正整数,且
所以在 中,“ ”为最小项.
同理, 中,“ ”为最小项.
由 为“ 数列”,只需 即
又因为 不是“ 数列”,且 为最小项,
所以 即 ,
由数列 的每一项均为正整数,可得
所以 或
①当 时, 则
令 则
1 1,a = − ( )1 ,2n
n nS n d
−= − +
( ) 21 1
2 2
n nn d n n
−− + < − *n N∈ ( )1 .n d n− <
1n = ;d R∈
1n > ,1
nd n
< −
11 1,1 1
n
n n
= + >− −
1,d ≤ 1d >
{ }na ,q 1
1 ,n
na a q −=
{ }na ( )1 1 1 0,n n n n na a a q a a q− − = − = − > >
{ }1n na a −− 2 1a a−
1
1 1
2 2n na a −
− 2 1
1 1
2 2a a−
{ }na K 2 1 1,a a− > ( )1 1 1,a q − >
1
2 na K 2 1
1 1
2 2a a−
2 1
1 1 1,2 2a a− ≤ ( )1 1 2a q − ≤
{ }na ( )1 1 2,a q − =
1 1, 3a q= = 1 2, 2.a q= =
1 1, 3a q= = 13 ,n
na −= 3 ,1
n
nb n
= +
( )*
1 ,n n nc b b n N+= − ∈
( )( )
13 3 2 13 ,2 1 1 2
n n
n
n
nc n n n n
+ += − = ⋅+ + + + 28 / 36
又
所以 为递增数列,即
所以
所以对于任意的 都有
即数列 为“ 数列”.
②当 时, 则
因为
所以数列 不是“ 数列”.
综上:当 时,数列 为“ 数列”,
当 时, 数列 不是“ 数列”.
8.(2020 江苏月考)数列 满足 对任意的 恒成立, 为其前 n 项
的和,且 , .
(1)求数列 的通项 ;
(2)数列 满足 ,其中
.
①证明:数列 为等比数列;
②求集合
【答案】(1) ;(2)①过程见详解;② .
【解析】
【分析】(1)先由题意,得到数列 是等差数列,设公差为 ,根据题中条件,求出首项与公差,进而
可求出通项公式;(2)①根据(1)的结果,将
( )( ) ( )( )1 2 3 2 13 32 3 1 2
n nn n
n n n n
+ + +⋅ − ⋅+ + + + ( )( )
23 4 8 6 0,2 1 3
n n n
n n n
+ += ⋅ >+ + +
{ }nc 1 2 1,n n nc c c c− −> > > ⋅⋅⋅ >
2 1
3 33 1,2 2b b− = − = >
*,n N∈ 1 1,n nb b+ − >
{ }nb K
1 2, 2a q= = 2 ,n
na = 12 .1
n
nb n
+
= +
2 1
2 1,3b b− = ≤
{ }nb K
1 1, 3a q= = { }nb K
1 2, 2a q= = 2 ,n
na = { }nb K
{ }na 1 12n n na a a+ −= − *2,n n N≥ ∈ nS
4 4a = 8 36S =
{ }na na
{ }nb ( )1 2 1 2 2 3 2 1 2 1 3 2 1 2n
n n k n k n nb a b a b a b a a− − + −+ + ⋅⋅⋅ + + ⋅⋅⋅ + = − −
*1,2, , ,= ⋅⋅⋅ ∈k n n N
{ }nb
( ) *3, , , .pm
m p
aam p m p Nb b
= ∈
*,na n n N= ∈ ( ){ }6,8
{ }na d 29 / 36
化为
,得到
( ),两式作差整理,得到
,进而可求出 ,判断出结果;
②先由 得到 ,即 ,判断出 ,得到 ,设
,得到 ,分别研究 对应的情况,再由导数的方法证明当
, 时, ,即可得出结果.
【详解】(1)因为数列 满足 对任意的 恒成立,
所以数列 是等差数列,设公差为 ,
因为 , ,所以 ,解得: ,
因此 ;
(2)①因为数列 满足 ,
,
所以 ( ),
两式作差可得: ( ),
又 也满足上式,所以 ,
记数列 的前 项和为 ,
则 ,
当 时, ,两式作差可得: ,
所以 ,
( )1 2 1 2 2 3 2 1 2 1 3 2 1 2n
n n k n k n nb a b a b a b a a− − + −+ + ⋅⋅⋅ + + ⋅⋅⋅ + = − −
( ) ( )1 22 1 (2 3) 3 2 1 2− + − +⋅⋅⋅+ = − −n
nb n b n b n
( ) ( )1
1 2 1(2 3) 2 5 3 2 1 2 2−
−− + − +⋅⋅⋅+ = − − +n
nb n b n b n *2,n n N≥ ∈
2
1 3 2n
n nb b −
−+ = ⋅ 12n
nb −=
3 pm
m p
aa
b b
= 32 p m p
m
− = n
n
n
ac b
=
1n nc c +≥ 2
1 ln( ) xf ' x x
−=
( ) 0f ' x =
(1,e)
( )f ' x
ln 2 ln8 ln9 ln3
2 6 6 3
= < = max
ln3( ) (3) 3f k f= =
3 3q = ln lnk qk
kk q≤
1kq k− ≤ 34 / 36
所以 q 不存在.因此所求 m 的最大值小于 6.
综上,所求 m 的最大值为 5.
11.对于数列 ,把 作为新数列 的第一 项,把 或 作为新数列 的第
项,数列 称为数列 的一个生成数列.例如,数列 的一个生成数列是 .已
知数列 为数列 的生成数列, 为数列 的前 项和.
(1)写出 的所有可能值;
(2)若生成数列 满足 ,求数列 的通项公式.
【答案】(1) ;(2) .
【 解 析 】 ( 1 ) 由 已 知 , , 由 于
可能值为 .
(2) ,当 时, .当 时,
,
是 的生成数列,
,在以上各种组合中,当且仅当
时才成立. .
{ }na 1a { }nb ia ( )2,3,4,...,ia i n− = { }nb i
{ }nb { }na 1,2,3,4,5 1, 2, 3,4,5− −
{ }nb ( )1
2n n N ∗ ∈ nS { }nb n
3S
{ }nb 3
1 117 8n nS = − { }nb
1 3 5 7, , ,8 8 8 8
1 , 3 22 ( )1 , 3 22
n
n
n
n k
b k N
n k
∗
= −= ∈
− ≠ −
( )1 2 3
1 1 1 1, , 2 , ,2 2 4 8n nb b n N n b b∗= = ∈ ≥ ∴ = ± = ±
3
1 1 1 7 1 1 1 5 1 1 1 3 1 1 1 1, , , ,2 4 8 8 2 4 8 8 2 4 8 8 2 4 8 8 S+ + = + − = − + = − − = ∴ 1 3 5 7, , ,8 8 8 8
3
1 117 8n nS = − 1n = 1 2 3 3
1 1 117 8 8a a a S + + = = − = 2n ≥
3 2 3 1 3 3 3 3 1
1 1 1 1 11 17 8 7 8 8n n n n n n n na a a S S− − − −
+ + = − = − − − =
{ }3 2 3 1 3
1 , ,8n n n nna a a n N b∗
− −∴ + + = ∈ ( )1
2n n N ∗ ∈
3 2 3 1 3 3 2 3 1 33 2 3 1 3
1 1 1; ; ,2 2 2n n n n n nn n nb b b b b b− − − −− −∴ = ± = ± = ± ∴ + +
( ) ( )3 2 3 1 3
1 1 1 1 14 2 12 2 2 8 8n n n n n n N ∗
− −= ± ± ± = ± ± ± = ∈
( )3 2 3 1 3
4 2 1, ,8 8 8n n nn n nb b b n N ∗
− −= = − = − ∈
1 , 3 22 ( )1 , 3 22
n
n
n
n k
b k N
n k
∗
= −∴ = ∈
− ≠ − 35 / 36
12.已知数列 满足 , ,其中 , , 为非零常数.
(1)若 , ,求证: 为等比数列,并求数列 的通项公式;
(2)若数列 是公差不等于零的等差数列.
①求实数 , 的值;
②数列 的前 项和 构成数列 ,从 中取不同的四项按从小到大排列组成四项子数列.试问:
是否存在首项为 的四项子数列,使得该子数列中的所有项之和恰好为 2017?若存在,求出所有满足条件
的四项子数列;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) (2)① , , .② , ,
【解析】
为 2 为首项,3 为公比的等比数列,
, .
(2)①设 ,
由 得 ,
,
对任意 恒成立.
令 ,2,3,解得, , , .
{ }na 1 1a =
2
1
4
2
n n
n
n
a aa a
λ µ
+
+ += +
*Nn∈ λ µ
3λ = 8µ = { }1na + { }na
{ }na
λ µ
{ }na n nS { }nS { }nS
1S
12 3 1n
na −= ⋅ − 1λ = 4µ = 2 1na n= − { }1 4 8 44, , ,S S S S { }1 12 24 36, , ,S S S S
{ }1 4 20 40, , ,S S S S
{ }1na∴ +
11 2 3n
na −∴ + = ⋅ 12 3 1n
na −∴ = ⋅ −
( )1 1na a n d= + − 1dn d= − +
2
1
4
2
n n
n
n
a aa a
λ µ
+
+ += + ( )1 2n na a+ + = 2 4n na aλ µ+ +
( )( )3 1dn d dn∴ − + + ( )21dn dλ= − + ( )1 4dn dµ+ − + +
( )2 2 24 3d n d d n d∴ ⋅ + − − + ( )( )2 2 2 1d n dλ λ µ= + − + ( )21dn dλ+ − + ( )1 4d µ− +
*Nn∈
1n = 1λ = 4µ = 2d = 36 / 36
经检验,满足题意.
综上, , , .
②由①知 .
设存在这样满足条件的四元子列,观察到 2017 为奇数,这四项或者三个奇数一个偶数、或者一个奇数三个
偶数.
1°若三个奇数一个偶数,设 , , , 是满足条件的四项,
则 ,
,这与 1007 为奇数矛盾,不合题意舍去.
2°若一个奇数三个偶数,设 , , , 是满足条件的四项,
则 , .
由 504 为偶数知, , , 中一个偶数两个奇数或者三个偶数.
1)若 , , 中一个偶数两个奇数,不妨设 , , ,
则 ,这与 251 为奇数矛盾.
2)若 , , 均为偶数,不妨设 , , ,
则 ,继续奇偶分析知 , , 中两奇数一个偶数,
不妨设 , , ,则 .
因为 , 均为偶数,所以 为奇数,不妨设 ,
当 时, , ,检验得 , , ,
当 时, , ,检验得 , , ,
当 时, , ,检验得 , , ,
即 , , , 或者 , , , 或者 , , , 满足条件,
综上所述, , , 为全部满足条件的四元子列.
1λ = 4µ = 2 1na n= −
( ) 21 2 1
2n
n nS n
+ −= =
1S 2 1xS + 2 1yS + 2zS
( )21 2 1x+ + + ( )2 22 1 4 2017y z+ + =
( )2 2 22 x x y y z∴ + + + + 1007=
1S 2xS 2 yS 2zS
2 21 4x+ + 2 24 4 2017y z+ = 2 2 2 504x y z∴ + + =
x y z
x y z 12x x= 12 1y y= + 12 1z z= +
( )2 2 2
1 1 1 1 12 x y y z z+ + + + 251=
x y z 12x x= 12y y= 12z z=
2 2 2
1 1 1 126x y z+ + = 1x 1y 1z
1 22x x= 1 22 1y y= + 1 22 1z z= + 2 2
2 2 2x y y+ + + 2
2 2 31z z+ =
( )2 2 1y y + ( )2 2 1z z + 2x 2 20 y z≤ ≤
2 1x = 2 2
2 2 2 2y y z z+ + + 30= 2
2 2 14y y+ ≤ 2 0y = 2 5z = 2 1x =
2 3x = 2 2
2 2 2 2y y z z+ + + 22= 2
2 2 10y y+ ≤ 2 1y = 2 4z = 2 3x =
2 5x = 2 2
2 2 2 2y y z z+ + + 6= 2
2 2 2y y+ ≤ 2 0y = 2 2z = 2 5x =
1S 4S 8S 44S 1S 12S 24S 36S 1S 4S 20S 40S
{ }1 4 8 44, , ,S S S S { }1 12 24 36, , ,S S S S { }1 4 20 40, , ,S S S S