如图,将圆分成n个区域,用3种不同颜色给每一个区域染色,要求相邻区域颜色互异,把不同的染色方法种数记为an.求

问题描述:

如图,将圆分成n个区域,用3种不同颜色给每一个区域染色,要求相邻区域颜色互异,把不同的染色方法种数记为an.求

(Ⅰ)a1,a2,a3,a4
(Ⅱ)an与an+1(n≥2)的关系式;
(Ⅲ)数列{an}的通项公式an,并证明an≥2n(n∈N*).
1个回答 分类:数学 2014-11-22

问题解答:

我来补答
(Ⅰ) 当n=1时,不同的染色方法种数a1=3,
当n=2时,不同的染色方法种数a2=6,
当n=3时,不同的染色方法种数a3=6,
当n=4时,分扇形区域1,3同色与异色两种情形
∴不同的染色方法种数a4=3×1×2×2+3×2×1×1=18.
(Ⅱ)依次对扇形区域1,2,3,…n,n+1染色,不同的染色方法种数为3×2n,其中扇形区域1与n+1不同色的有an+1种,扇形区域1与n+1同色的有an
∴an+an+1=3×2n(n≥2)
(Ⅲ)∵an+an+1=3×2n(n≥2)
∴a2+a3=3×22
a3+a4=3×23

an-1+an=3×2n-1将上述n-2个等式两边分别乘以(-1)k(k=2,3…n-1),再相加,得
a2+(-1)n-1an=3×22-3×23+…+3×(-1)k×2n-1=3×
22[1−(−2)n−1] 
1−(−2),
∴an=2n+2•(-1)n从而an=

3               n=1
2n+2•(−1)nn≥2.
(Ⅲ)证明:当n=1时,a1=3>2×1
当n=2时,a2=6>2×2,
当n≥3时,
an=2n+2•(-1)n=(1+1)n+2•(-1)n
=1+n+C2n+C3n+…+Cn-2n+n+1+2•(-1)n
≥2n+2+2(-1)n≥2n,
故an≥2n(n∈N*).
 
 
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