Question

對于數(shù)列A：a₁，a₂，…，a_n，若滿足a_i∈{0，1}（i=1，2，3，…，n），則稱數(shù)列A為“0-1數(shù)列”。定義變換T，T將“0-1數(shù)列”A中原有的每個1都變成0，1，原有的每個0都變成1，0。例如A：1，0，1，則T（A）：0，1，1，0，0，1，設(shè)A₀是“0-1數(shù)列”，令A(yù)_k=T（A_k-1），k=1，2，3，…。
（1）若數(shù)列A₂：1，0，0，1，0，1，1，0，1，0，0，1，求數(shù)列A₁，A₀；
（2）若數(shù)列A₀共有10項，則數(shù)列A₂中連續(xù)兩項相等的數(shù)對至少有多少對？請說明理由；
（3）若A₀為0，1，記數(shù)列A_k中連續(xù)兩項都是0的數(shù)對個數(shù)為l_k，k=1，2，3，…，求l_k關(guān)于k的表達式。

Answer 1

解：（1）由變換T的定義可得A₁：0，1，1，0，0，1；
A₀：1，0，1。
（2）數(shù)列A₂中連續(xù)兩項相等的數(shù)列至少有10對
證明：對于任意一個“0-1數(shù)列A₀，A₀中每一個1在A₂中對應(yīng)連續(xù)四項1，0，0，1，
在A₀中每一個0在A₂中對應(yīng)的連續(xù)四項為0，1，1，0
因此，共有10項的“0-1數(shù)列”A₀中的每一個項在A₂中都會對應(yīng)一個連續(xù)兩項相等的數(shù)對，
所以A₂中至少有10對連續(xù)兩項相等的數(shù)對。
（3）設(shè)A_k中有b_k個01數(shù)對，
中的00數(shù)對只能由A_k中的01數(shù)對得到，
所以
中的01數(shù)對有兩個產(chǎn)生途徑：
①由A_k中的1得到；
②由A_k中00得到，
由變換T的定義及A₀：0，1
可得A_k中0和1的個數(shù)總相等，且共有個，
所以
所以
由A₀：0，1可得A₁：l，0，0，1，A₂：0，1，1，0，1，0，0，1，
所以l₁=1，l₂=1，
當(dāng)k≥3時，
若k為偶數(shù)，

…
l₄=l₂+2²，
上述各式相加可得

經(jīng)檢驗，k=2時，也滿足
若k為奇數(shù)


…
l₃=l₁+2，
上述各式相加可得
 
經(jīng)檢驗，k=1時，也滿足
所以。