选定整数序数 ${{a}_{1}}$,${{a}_{2}}$,${{a}_{3}}$,…,使得 ${{a}_{n}}={{a}_{n-1}}-{{a}_{n-2}}$,其中 $n\geqslant 3$.如果前1492项的和是1985,而前1985项的和是1492,那么前2001项的和是多少?
【难度】
【出处】
1985年第3届美国数学邀请赛(AIME)
【标注】
【答案】
986
【解析】
计算出这个序列前八项,
${{a}_{1}}$,${{a}_{2}}$,${{a}_{3}}={{a}_{2}}-{{a}_{1}}$,
${{a}_{4}}={{a}_{3}}-{{a}_{2}}={{a}_{2}}-{{a}_{1}}-{{a}_{2}}=-{{a}_{1}}$,
${{a}_{5}}={{a}_{4}}-{{a}_{3}}=-{{a}_{1}}-{{a}_{2}}+{{a}_{1}}=-{{a}_{2}}$,
${{a}_{6}}={{a}_{5}}-{{a}_{4}}={{a}_{1}}-{{a}_{2}}$,
${{a}_{7}}={{a}_{6}}-{{a}_{5}}=\left( {{a}_{1}}-{{a}_{2}}\right)-\left( -{{a}_{2}} \right)={{a}_{1}}$,
${{a}_{8}}={{a}_{7}}-{{a}_{6}}={{a}_{1}}-\left( {{a}_{1}}-{{a}_{2}}\right)={{a}_{2}}$,
就会发现每六个一段循环.对任意的 $n$,有 ${{a}_{n+6}}={{a}_{n}}$,而且容易验证这个序列中,每六个相邻的项的和为0.注意1492被6除余4,1985被6除余5,2001被6除余3,所以
${{S}_{1985}}={{a}_{1981}}+{{a}_{1982}}+\cdots+{{a}_{1985}}={{a}_{1}}+{{a}_{2}}+\cdots +{{a}_{5}}$
$={{a}_{1}}+{{a}_{2}}+\left({{a}_{2}}-{{a}_{1}} \right)+\left( -{{a}_{1}} \right)+\left( -{{a}_{2}}\right)$
$={{a}_{2}}-{{a}_{1}}=1492$,(3)
${{S}_{1492}}={{a}_{1489}}+{{a}_{1490}}+{{a}_{1491}}+{{a}_{1492}}={{a}_{1}}+{{a}_{2}}+{{a}_{3}}+{{a}_{4}}$
$={{a}_{1}}+{{a}_{2}}+\left({{a}_{2}}-{{a}_{1}} \right)+\left( -{{a}_{1}} \right)$
$=2{{a}_{2}}-{{a}_{1}}=1985$.(4)
由(3),(4)解得 ${{a}_{1}}=-999$,${{a}_{2}}=493$.
${{S}_{2001}}={{a}_{1999}}+{{a}_{2000}}+{{a}_{2001}}={{a}_{1}}+{{a}_{2}}+{{a}_{3}}$
$={{a}_{1}}+{{a}_{2}}+\left({{a}_{2}}-{{a}_{1}} \right)$
$=2{{a}_{2}}=986$.
${{a}_{1}}$,${{a}_{2}}$,${{a}_{3}}={{a}_{2}}-{{a}_{1}}$,
${{a}_{4}}={{a}_{3}}-{{a}_{2}}={{a}_{2}}-{{a}_{1}}-{{a}_{2}}=-{{a}_{1}}$,
${{a}_{5}}={{a}_{4}}-{{a}_{3}}=-{{a}_{1}}-{{a}_{2}}+{{a}_{1}}=-{{a}_{2}}$,
${{a}_{6}}={{a}_{5}}-{{a}_{4}}={{a}_{1}}-{{a}_{2}}$,
${{a}_{7}}={{a}_{6}}-{{a}_{5}}=\left( {{a}_{1}}-{{a}_{2}}\right)-\left( -{{a}_{2}} \right)={{a}_{1}}$,
${{a}_{8}}={{a}_{7}}-{{a}_{6}}={{a}_{1}}-\left( {{a}_{1}}-{{a}_{2}}\right)={{a}_{2}}$,
就会发现每六个一段循环.对任意的 $n$,有 ${{a}_{n+6}}={{a}_{n}}$,而且容易验证这个序列中,每六个相邻的项的和为0.注意1492被6除余4,1985被6除余5,2001被6除余3,所以
${{S}_{1985}}={{a}_{1981}}+{{a}_{1982}}+\cdots+{{a}_{1985}}={{a}_{1}}+{{a}_{2}}+\cdots +{{a}_{5}}$
$={{a}_{1}}+{{a}_{2}}+\left({{a}_{2}}-{{a}_{1}} \right)+\left( -{{a}_{1}} \right)+\left( -{{a}_{2}}\right)$
$={{a}_{2}}-{{a}_{1}}=1492$,(3)
${{S}_{1492}}={{a}_{1489}}+{{a}_{1490}}+{{a}_{1491}}+{{a}_{1492}}={{a}_{1}}+{{a}_{2}}+{{a}_{3}}+{{a}_{4}}$
$={{a}_{1}}+{{a}_{2}}+\left({{a}_{2}}-{{a}_{1}} \right)+\left( -{{a}_{1}} \right)$
$=2{{a}_{2}}-{{a}_{1}}=1985$.(4)
由(3),(4)解得 ${{a}_{1}}=-999$,${{a}_{2}}=493$.
${{S}_{2001}}={{a}_{1999}}+{{a}_{2000}}+{{a}_{2001}}={{a}_{1}}+{{a}_{2}}+{{a}_{3}}$
$={{a}_{1}}+{{a}_{2}}+\left({{a}_{2}}-{{a}_{1}} \right)$
$=2{{a}_{2}}=986$.
答案
解析
备注