对于数列A：a1，a2，…，an，若满足ai∈{0，1}（i=1，2，3，…，n），则称数列A为“0-1数列”．若存在一个正整数k（2≤k≤n-1），若数列{an}中存在连续的k项和该数列中另一个连续的k项恰好按

Question

对于数列A：a₁，a₂，…，a_n，若满足a_i∈{0，1}（i=1，2，3，…，n），则称数列A为“0-1数列”．若存在一个正整数k（2≤k≤n-1），若数列{a_n}中存在连续的k项和该数列中另一个连续的k项恰好按次序对应相等，则称数列{a_n}是“k阶可重复数列”，例如数列A：0，1，1，0，1，1，0．因为a₁，a₂，a₃，a₄与a₄，a₅，a₆，a₇按次序对应相等，所以数列{a_n}是“4阶可重复数列”．
（Ⅰ）分别判断下列数列A：1，1，0，1，0，1，0，1，1，1．是否是“5阶可重复数列”？如果是，请写出重复的这5项；
（Ⅱ）若项数为m的数列A一定是“3阶可重复数列”，则m的最小值是多少？说明理由；
（III）假设数列A不是“5阶可重复数列”，若在其最后一项a_m后再添加一项0或1，均可使新数列是“5阶可重复数列”，且a₄=1，求数列{a_n}的最后一项a_m的值．

Answer 1

（Ⅰ）是“5阶可重复数列”，10101． …．（3分）
（Ⅱ）因为数列{a_n}的每一项只可以是0或1，所以连续3项共有2³=8种不同的情形．
若m=11，则数列{a_n}中有9组连续3项，则这其中至少有两组按次序对应相等，即项数为11的数列{a_n}一定是“3阶可重复数列”；若m=10，数列0，0，1，0，1，1，1，0，0，0不是“3阶可重复数列”；则3≤m<10时，均存在不是“3阶可重复数列”的数列{a_n}．所以，要使数列{a_n}一定是“3阶可重复数列”，则m的最小值是11．…．（8分）
（III）由于数列{a_n}在其最后一项a_m后再添加一项0或1，均可使新数列是“5阶可重复数列”，即在数列{a_n}的末项a_m后再添加一项0或1，则存在i≠j，
使得a_i，a_i+1，a_i+2，a_i+3，a_i+4与a_m-3，a_m-2，a_m-1，a_m，0按次序对应相等，或a_j，a_j+1，a_j+2，a_j+3，a_j+4与a_m-3，a_m-2，a_m-1，a_m，1按次序对应相等，
如果a₁，a₂，a₃，a₄与a_m-3，a_m-2，a_m-1，a_m不能按次序对应相等，那么必有2≤i，j≤m-4，i≠j，使得a_i，a_i+1，a_i+2，a_i+3、a_j，a_j+1，a_j+2，a_j+3与a_m-3，a_m-2，a_m-1，a_m按次序对应相等．
此时考虑a_i-1，a_j-1和a_m-4，其中必有两个相同，这就导致数列{a_n}中有两个连续的五项恰按次序对应相等，从而数列{a_n}是“5阶可重复数列”，这和题设中数列{a_n}不是“5阶可重复数列”矛盾！所以a₁，a₂，a₃，a₄与a_m-3，a_m-2，a_m-1，a_m按次序对应相等，从而a_m=a₄=1．…．（14分）