设数列{an}满足a1=a,an+1=an2+a1,M={a∈R|n∈N*,|an|≤2}.(1)当a∈(-∞,-2)时,求证:a∉M;(2)当a∈(0,14]时,求证:a∈M;(3)当a∈(14,+

题目简介

设数列{an}满足a1=a,an+1=an2+a1,M={a∈R|n∈N*,|an|≤2}.(1)当a∈(-∞,-2)时,求证:a∉M;(2)当a∈(0,14]时,求证:a∈M;(3)当a∈(14,+

题目详情

设数列{an}满足a1=a,an+1=an2+a1,M={a∈R|n∈N*,|an|≤2}.
(1)当a∈(-∞,-2)时,求证:a∉M;
(2)当a∈(0,
1
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]时,求证:a∈M;
(3)当a∈(
1
4
,+∞)时,判断元素a与集合M的关系,并证明你的结论.
题型:解答题难度:中档来源:南通模拟

答案

证明:(1)如果a<-2,则|a1|=|a|>2,a∉M.(2分)
(2)当0<a≤class="stub"1
4
时,|an|≤class="stub"1
2
(∀n≥1).
事实上,〔i〕当n=1时,|a1|=|a|≤class="stub"1
2

设n=k-1时成立(k≥2为某整数),
则〔ii〕对n=k,|ak|≤|ak-1|2+a≤(class="stub"1
2
)2+class="stub"1
4
=class="stub"1
2

由归纳假设,对任意n∈N*,|an|≤class="stub"1
2
<2,所以a∈M.(6分)
(3)当a>class="stub"1
4
时,a∉M.证明如下:
对于任意n≥1,an>a>class="stub"1
4
,且an+1=an2+a.
对于任意n≥1,an+1-an=
a2n
-an+a=(an-class="stub"1
2
)2+a-class="stub"1
4
≥a-class="stub"1
4

an+1-an≥a-class="stub"1
4

所以,an+1-a=an+1-a1≥n(a-class="stub"1
4
)

n>class="stub"2-a
a-class="stub"1
4
时,an+1≥n(a-class="stub"1
4
)+a>2-a+a=2

即an+1>2,因此a∉M.(10分)

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