数列中的“新定义”问题
2021-12-03河南省许昌高级中学胡银伟
■河南省许昌高级中学 胡银伟
近年高考数列的命题中常出现“新定义”问题,先给出定义的新概念、新公式、新法则、新符号、新运算,然后据此新定义去解决问题。解答此类“新定义”问题,需认真研读题意,分析、理解新定义、新情景的特征,能够透过现象看到“新”的本质,以不变应万变是解答此类问题的法宝。
类型一 定义新概念
例1(2020年新课标Ⅱ卷)0-1周期序列在通信技术中有着重要应用。若序列a1a2…an…满足ai∈{0,1}(i=1,2,…),且存在正整数m,使得ai+m=ai(i=1,2,…)成立,则称其为0-1周期序列,并称满足ai+m=ai(i=1,2,…)的最小正整数m为这个序列的周期。对于周期为m的0-1 序列a1a2…an…,C(k)=(k=1,2,…,m-1)是描述其性质的重要指标,下列周期为5的0-1序列中,满足C(k)≤(k=1,2,3,4)的序列是( )。
A.11010… B.11011…
C.10001… D.11001…
分析:本题是考查数列的新概念问题,考查同学们对新概念的理解及运算能力。本题新定义了序列的周期,可根据新概念,逐一对选项进行验证。


类型二 定义新运算
例2(2021 年全国新高考Ⅱ卷)(多选题)设正整数n=a0·20+a1·2+…+ak-1·2k-1+ak·2k,其 中ai∈ {0,1 },记ω(n)=a0+a1+…+ak,则( )。
A.ω(2n)=ω(n)
B.ω(2n+3)=ω(n)+1
C.ω(8n+5)=ω(4n+3)
D.ω(2n-1)=n
分析:本题是考查定义与数列有关的新运算问题,考查同学们对新运算的理解及应用能力。
解:选项A,ω(n)=a0+a1+…+ak,2n=a0·21+a1·22+…+ak-1·2k+ak·2k+1,所以,ω(2n)=a0+a1+…+ak=ω(n),A 正确。
选项B,不妨取n=2,则2n+3=7=1×20+1×21+1×22,所以ω(7)=3。而2=0·20+1·21,则ω(2)=1。所以ω(7)≠ω(2)+1,B错误。
选项C,因为8n+5=a0·23+a1·24+…+ak·2k+3+5=1·20+1·22+a0·23+a1·24+…+ak·2k+3,所以,ω(8n+5)=2+a0+a1+…+ak。而4n+3=a0·22+a1·23+…+ak·2k+2+3=1·20+1·21+a0·22+a1·23+… +ak·2k+2,所 以,ω(4n+3)=2+a0+a1+…+ak。因此,ω(8n+5)=ω(4n+3),C正确。
选项D,因为2n-1=20+21+…+2n-1,所以ω(2n-1)=n,D 正确。
故选ACD。
类型三 定义新情景
例3南宋数学家杨辉在《详解九章算法》和《算法通变本末》中,提出了一些新的垛积公式,其所讨论的高阶等差数列与一般等差数列不同,前后两项之差并不相等,但是逐项差数之差或者高次差成等差数列。对这类高阶等差数列的研究,在杨辉之后一般称为“垛积术”。……
