6.设 $\left\{a_{n}\right\}$ 是公差不为 0 的无穷等差数列,则"$\left\{a_{n}\right\}$ 为递增数列"是"存在正整数 $N_{0}$ ,当 $n>N_{0}$ 时,$a_{n}>0$"的( )
C
2022_北京卷 (2022)
6.设 $\left\{a_{n}\right\}$ 是公差不为 0 的无穷等差数列,则"$\left\{a_{n}\right\}$ 为递增数列"是"存在正整数 $N_{0}$ ,当 $n>N_{0}$ 时,$a_{n}>0$"的( )
C
用 3 道相关题确认基础和中等变式会到哪一步。
【答案】C
【解析】
【分析】设等差数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的公差为 $\boldsymbol{d}$ ,则 $d \neq 0$ ,利用等差数列的通项公式结合充分条件、必要条件的定义判断可得出结论.
【详解】设等差数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 的公差为 $\boldsymbol{d}$ ,则 $d \neq 0$ ,记 $[x]$ 为不超过 $x$ 的最大整数.
若 $\left\{a_{n}\right\}$ 为单调递增数列,则 $d>0$ ,
若 $a_{1} \geq 0$ ,则当 $n \geq 2$ 时,$a_{n}>a_{1} \geq 0$ ;若 $a_{1}<0$ ,则 $a_{n}=a_{1}+(n-1) d$ ,
由 $a_{n}=a_{1}+(n-1) d>0$ 可得 $n>1-\frac{a_{1}}{d}$ ,取 $N_{0}=\left[1-\frac{a_{1}}{d}\right]+1$ ,则当 $n>N_{0}$ 时,$a_{n}>0$ ,
所以,"$\left\{a_{n}\right\}$ 是递增数列"⇒"存在正整数 $N_{0}$ ,当 $n>N_{0}$ 时,$a_{n}>0$";
若存在正整数 $N_{0}$ ,当 $n>N_{0}$ 时,$a_{n}>0$ ,取 $k \in \mathrm{~N}^{*}$ 且 $k>N_{0}, a_{k}>0$ ,
假设 $d<0$ ,令 $a_{n}=a_{k}+(n-k) d<0$ 可得 $n>k-\frac{a_{k}}{d}$ ,且 $k-\frac{a_{k}}{d}>k$ ,
当 $n>\left[k-\frac{a_{k}}{d}\right]+1$ 时,$a_{n}<0$ ,与题设矛盾,假设不成立,则 $d>0$ ,即数列 $\left\{a_{n}\right\}$ 是递增数列.
所以,"$\left\{a_{n}\right\}$ 是递增数列"$\Leftarrow$"存在正整数 $N_{0}$ ,当 $n>N_{0}$ 时,$a_{n}>0$".
所以,"$\left\{a_{n}\right\}$ 是递增数列"是"存在正整数 $N_{0}$ ,当 $n>N_{0}$ 时,$a_{n}>0$"的充分必要条件.
故选:C.