已知等比数列 $\{a_n\}$ 的公比为 $q$.求证:
【难度】
【出处】
【标注】
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    数列
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    等比数列及其性质
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    等比数列的定义与通项
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    等比数列的定义与通项
  1. 若 $q\in\mathbb Q^+$ 且 $q\ne \pm 1$,则数列 $\{a_n\}$ 的任意两项之和都不能表示为另外两项之和;
    标注
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    答案
    解析
    设 $q=\dfrac ab$,其中 $(a,b)$ 互质,设 $a_m+a_n=a_s+a_t$,且不妨设 $m<s<t<n$.这样就有$$\dfrac{a^m}{b^m}+\dfrac{a^n}{b^n}=\dfrac{a^s}{b^s}+\dfrac{a^t}{b^t},$$即$$b^{n-m}+a^{n-m}=a^{s-m}b^{n-s}+a^{t-m}b^{n-t},$$显然右边是 $ab$ 的倍数,而左边不是 $ab$ 的倍数,于是原命题得证.
  2. 存在 $q\in \mathbb R^+$,使得数列 $\{a_n\}$ 的某两项之和可以示为另外两项之和.
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    答案
    解析
    考虑函数$$f(x)=x+x^6-x^4-x^5,$$由于 $f\left(\dfrac 43\right)<0$,而 $f(2)>0$,于是该函数在区间 $\left(\dfrac 43,2\right)$ 有零点,设为 $q$,取 $a_1=1$,则有$$a_2+a_7=a_5+a_6,$$于是原命题得证.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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