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利用单调有界准则的解题步骤

2023-05-29 来源:爱站旅游
导读利用单调有界准则的解题步骤
利用单调有界准则的解题步骤

(1)由数列{un}的通项确定递推关系式:un+1=f(un)

(2)利用递推关系式证明该数列单调增加(或减少)有上界(或下界);再设limun=A

n→∞

(3)在递推关系式un+1=f(un)两边取极限得到关于未知数A的方程A=f(A) (4)解此方程求出符合题意的A的值

(5)可先猜出(求出)数列的极限值,再用数列极限的ε−N定义证明该值即为un的极限(对un不单调的题,上面方法失效,但该法仍可行)

数列有界性和单调性的证明方法:

(1)一般关于单调性和有界性可以尝试利用数学归纳法来证明 (2)判定数列单调性主要有三种方法

①计算un+1−un,若un+1−un≥0,则数列{un}单调增加 若un+1−un≤0,则数列{un}单调减少 ②当un>0时,计算

un+1u

,若n+1≥1,则{un}单调增加 unun

un+1

≤1,则{un}单调减少 un

③利用导数证明f(x)(x≥1)的单调性,则un=f(n)与f(x)有相同的单调性

(3)有些题目中关于单调性与有界性的证明有先后次序之分,需要及时调整证明次序(证明单调性时需用有界性,从而必先证明数列有界;或证明有界性时需用单调性,从而必先证明数列的单调性)

例 设数列{xn}满足01

⎛xn+1⎞xn2

①证明limxn存在,并求该极限;②计算极限lim⎜⎟。 n→∞n→∞

⎝xn⎠

证明①用归纳法证明{xn}单调减少且有下界: 由0所以数列{xn}单调减少且有下界xn>0。故由单调有界准则知limxn存在,记为A。

n→∞

在xn+1=sinxn两边取极限,得A=sinA⇒A=0

1

1

2xn

⎛x⎞②lim⎜n+1⎟n→∞

⎝xn⎠

2xn

⎛sinxn⎞⎛sinx⎞x2

=lim⎜⎟,记xn=x,可用罗必达法则求lim⎜⎟。 x→0n→∞

⎝x⎠⎝xn⎠

1

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