记 $m(x)$ 表示正整数 $x$ 的个位数字,如 $m(2025)=5$,若各项都为正整数的数列 $\left\{a_n\right\}$ 满足对任意 $n\in\mathbb N^{\ast}$,有 $a_{n+1}=a_n\cdot m(a_n)$,则下列说法正确的是( )
A.若 $a_1=3$,则 $a_{2025}=81$
B.若存在 $a_1,k\in\mathbb N^{\ast}$,使得 $a_k=2025$,则 $k$ 的所有可能取值为 $\{1,2,3\}$
C.若存在实数 $a,b$ 满足:对于任意的 $a_1\in\mathbb N^{\ast}$,都有 $\displaystyle\sum_{i=1}^n m(a_i)\leqslant a n+b$,则当 $a$ 最小值时 $b\geqslant 4$
D.若存在 $a_1,k\in\mathbb N^{\ast}$,使得有且只有一个 $n$ 满足 $\displaystyle\sum_{i=1}^n m(a_i)\geqslant n k$,则 $k$ 的取值只有 $5$ 种
答案 ACD.
解析 对于选项 $\boxed{A}$,当 $a_1=3$ 时,有\[a_n:3,9,81,81,\cdots,\]于是 $a_{2025}=81$,选项正确;
对于选项 $\boxed{B}$,$(a_1,k)=(2025,1)$ 显然符合题意,于是 $k$ 可以取 $1$; 当 $k\geqslant 2$ 时,由于 $2025=3^5\cdot 5^2$,因此\[(a_{k-1},m(a_{k-1}))=(405,5),\]而 $ a_{k-1} $ 无法再由递推式得到,因此 $ k=2 $; 因此 $ k $ 的所有可能取值为 $ \{1,2\} $,选项错误;
对于选项 $ \boxed{C} $,考虑尾数的递推有\[\begin{array}{c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c}\hline a_1&0&1&2&3&4&5&6&7&8&9\\ \hline m(a_n)&0,0,\cdots&1,1,\cdots&2,4,6,6,\cdots&3,9,1,1,\cdots&4,6,6,\cdots&5,5,\cdots&6,6,\cdots&7,9,1,1\cdots&8,4,6,6,\cdots&9,1,1,\cdots \\ \hline x_n&0\to &1\to &2,3,4\to 5&3,6,4,3\to 1&4,5\to&5\to&6\to&7,8,5,4\to 1&8,6\to &9,5\to \\ \hline k&&&&6,5&&&&8&8,7&9,8,7,6\\ \hline\end{array}\]因此 $a$ 的最小值为 $6$,此时\[b\geqslant \sum_{i=1}^n\left(m(a_i)-6\right),\]而右侧代数式的最大值当 $(a_1,n)=(7,2)$ 时取得,为 $4$,从而选项正确;
对于选项 $ \boxed{D} $,设 $x_n=\left[\displaystyle\dfrac 1n\sum_{i=1}^nm(a_i)\right]$,则数列 $\{x_n\}$ 中的最大项唯一,$k$ 的取值为从次大项到最大项之间的所有整数(不包括次大项,包括最大项),为 $5,6,7,8,9$,共 $5$ 个,选项正确;
综上所述,正确的选项为 $ \boxed{A} $ $ \boxed{C} $ $ \boxed{D}$.