对于 $n\in\mathbb N^*$,将 $n$ 表示为 $n=a_k\times2^k+a_{k-1}\times2^{k-1}+\cdots+a_i\times2^i+\cdots+a_0\times2^0$,当 $i=k$ 时,$a_i=0$,当 $0\leqslant i\leqslant k-1$ 时,$a_i$ 为 $0$ 或 $1$.定义 $b_n$ 如下:在 $n$ 的上述表示中,当 $a_0,a_1,a_2,\cdots,a_k$ 中等于 $1$ 的个数为奇数时,$b_n=1$;否则 $b_n=0$.
$(1)$ $b_2+b_4+b_6+b_8=$ ;
$(2)$ 记 $ c_m $ 为数列 $ \{b_n\} $ 中第 $ m $ 个为 $ 0 $ 的项与第 $ m+1 $ 个为 $ 0 $ 的项之间的项数,则 $ c_m$ 的最大值是 .
$(1)$ $b_2+b_4+b_6+b_8=$
$(2)$ 记 $ c_m $ 为数列 $ \{b_n\} $ 中第 $ m $ 个为 $ 0 $ 的项与第 $ m+1 $ 个为 $ 0 $ 的项之间的项数,则 $ c_m$ 的最大值是
【难度】
【出处】
2012年高考湖南卷(文)
【标注】
【答案】
$(1)$ $3$;$(2)$ $2$
【解析】
阅读信息后可知 $\overline{a_ka_{k-1}\cdots a_0}$ 是 $n$ 的二进制表示,即$$1=1,2=10,3=11,4=100,5=101,6=110,7=111,8=1000,9=1001,\cdots,$$于是 $b_n:1,1,0,1,0,0,1,1,0,0$,因此
$(1)$ $b_2+b_4+b_6+b_8=1+1+0+1=3$;
$(2)$ $c_m$ 的最大值即相邻两个 $0$ 之间的 $1$ 的个数的最大值,也即最多有多少个连续的 $1$.
接下来研究如何才能产生连续的 $1$,我们发现以 $0$ 结尾的数再加 $1$,其对应的项必然会发生变化,即:
若 $b_k=1,b_{k+1}=1$,即增加 $1$ 后二进制表示中 $1$ 的个数的奇偶性没有变化,这就说明 $k$ 的二进制表示一定是以 $1$ 结尾的,因此 $k+1$ 的二进制表示一定以 $0$ 结尾,于是 $b_{k+2}=0$.
因此至多只可能有 $2$ 个连续的 $1$.
容易发现 $\{b_n\}$ 中存在 $2$ 个连续的 $1$,因此 $c_m$ 的最大值为 $2$.
$(1)$ $b_2+b_4+b_6+b_8=1+1+0+1=3$;
$(2)$ $c_m$ 的最大值即相邻两个 $0$ 之间的 $1$ 的个数的最大值,也即最多有多少个连续的 $1$.
接下来研究如何才能产生连续的 $1$,我们发现以 $0$ 结尾的数再加 $1$,其对应的项必然会发生变化,即:
若 $b_k=1,b_{k+1}=1$,即增加 $1$ 后二进制表示中 $1$ 的个数的奇偶性没有变化,这就说明 $k$ 的二进制表示一定是以 $1$ 结尾的,因此 $k+1$ 的二进制表示一定以 $0$ 结尾,于是 $b_{k+2}=0$.
因此至多只可能有 $2$ 个连续的 $1$.
容易发现 $\{b_n\}$ 中存在 $2$ 个连续的 $1$,因此 $c_m$ 的最大值为 $2$.
题目
答案
解析
备注