1. 检验结论①是否正确
对于数列 an=(−1)n,其平方序列 an2=((−1)n)2=1。
当 n⩾2 时,有 an2−an−12=1−1=0。
因为 0 是常数,符合“等方差数列”的定义,所以 {(−1)n} 是“等方差数列”,结论①正确。
2. 检验结论②是否正确
根据“等方差数列”的定义,当 n⩾2 时,an2−an−12=p(p 为常数)。
设 bn=an2,则 bn−bn−1=p(n⩾2),即数列 {bn} 从第二项起,后项与前项之差恒为常数 p。
根据等差数列的定义,数列 {an2} 是公差为 p 的等差数列,结论②正确。
3. 检验结论③是否正确
设等差数列 {an} 的公差为 d,则 an−an−1=d(n⩾2)。
同时 {an} 为“等方差数列”,故 an2−an−12=p(n⩾2)。
由平方差公式得:an2−an−12=(an−an−1)(an+an−1)=d(an+an−1)=p。
分别取 n=2 和 n=3:
d(a2+a1)=p
d(a3+a2)=p
两式相减得 d[(a3+a2)−(a2+a1)]=d(a3−a1)=d(2d)=2d2=0,解得 d=0。
当 d=0 时,an=a1(对所有 n∈N∗),即 {an} 为常数列,结论③正确。
4. 检验结论④是否正确并总结最终答案
由结论②可知,{an2} 是公差为 p 的等差数列,其通项可表示为 an2=a12+(n−1)p。
对数列 {akn}(k∈N∗ 为常数),计算其相邻项的平方差:
(akn)2−(ak(n−1))2=[a12+(kn−1)p]−[a12+(kn−k−1)p]=kp
因为 k 和 p 均为常数,故 kp 为常数,说明数列 {akn} 也是“等方差数列”,结论④正确。
综上所述,正确的结论是 ①②③④。