设a>2,给定数列{xn},其中x1=a,xn+1=x2n2(xn-1)(n=1,2…)求证:(1)xn>2,且xn+1xn<1(n=1,2…);(2)如果a≤3,那么xn≤2+12n-1(n=1,2

题目简介

设a>2,给定数列{xn},其中x1=a,xn+1=x2n2(xn-1)(n=1,2…)求证:(1)xn>2,且xn+1xn<1(n=1,2…);(2)如果a≤3,那么xn≤2+12n-1(n=1,2

题目详情

设a>2,给定数列{xn},其中x1=a,xn+1=
x2n
2(xn-1)
(n=1,2…)
求证:
(1)xn>2,且
xn+1
xn
<1(n=1,2…)

(2)如果a≤3,那么xn≤2+
1
2n-1
(n=1,2…)
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

证明:(1)①当n=1时,
x2=
x12
2(x1-1)
=x1+
(2-x1)x1
2(x1-1)

x2=
x12
2(x1-1)
=
4(x1-1)+x12 -4x1+4
2(x1-1)
=2+
(x1-2)2
2(x1-1)
,x1=a>2,
∴2<x2<x1.
结论成立.
②假设n=k时,结论成立,即2<xk+1<xk(k∈N+),
xk+2=
xk+12
2(xk+1-1)
=xk+1+
(2-xk+1)xk+1
2(xk+1-1)
>xk+1,
xk+2=
xk+12
2(xk+1-1)
=2+
(xk+1-2)2
2(xk+1-1)
>2.
∴2<xk+2<xk+1,
综上所述,由①②知2<xn+1<xn.
∴x n>2且
xn+1
xn
<1

(2)由条件x1=a≤3知不等式当n=1时成立
假设不等式当n=k(k≥1)时成立
当n=k+1时,由条件及xk>2知xk+1≤1+class="stub"1
2k
x2k
≤2(xk-1)(2+class="stub"1
2k
)

x2k
-2(2+class="stub"1
2k
)xk+2(2+class="stub"1
2k
)≤0

⇔(xk-2)[xk-(2+class="stub"1
2k-1
)]
≤0,
再由xk>2及归纳假设知,
上面最后一个不等式一定成立,
所以不等式xk+1≤2+class="stub"1
2k
也成立,
从而不等式xn≤2+class="stub"1
2n-1
对所有的正整数n成立

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