APP下载

数列中探索与存在性问题例析

2016-11-18陈志银

中学课程辅导·高考版 2016年10期
关键词:性质

数列探索性问题主要表现为存在型,解答的一般策略:先假设所探求对象存在或结论成立,以此假设为前提条件进行运算或逻辑推理,若由此推出矛盾,则假设不成立,从而得到“否定”的结论,即不存在.若推理不出现矛盾,能求得在范围内的数值或图形,就得到肯定的结论,即得到存在的结果.而要确定范围内的数值,则往往涉及不定方程的正整数解问题.

例1(2014年高考重庆卷理)设a1=1,an+1=a2n-2an+2+b(n∈N*).

(1)若b=1,求a2,a3及数列{an}的通项公式.

(2)若b=-1,问:是否存在实数c使得a2n

解:(1)方法一:a2=2,a3=2+1.

再由题设条件知(an+1-1)2=(an-1)2+1.

从而{(an-1)2}是首项为0,公差为1的等差数列,

故(an-1)2=n-1,即an=n-1+1(n∈N*).

方法二:a2=2,a3=2+1.

可写为a1=1-1+1,a2=2-1+1,a3=3-1+1.因此猜想an=n-1+1.

下面用数学归纳法证明上式.

当n=1时,结论显然成立.

假设n=k时结论成立,即ak=k-1+1,则

ak+1=(ak-1)2+1+1=(k-1)+1+1=(k+1)-1+1,

这就是说,当n=k+1时结论成立.

所以an=n-1+1(n∈N*).

(2)方法一:设f(x)=(x-1)2+1-1,则an+1=f(an).

令c=f(c),即c=(c-1)2+1-1,解得c=14.

下面用数学归纳法证明命题a2n

当n=1时,a2=f(1)=0,a3=f(0)=2-1,所以a2<14

假设n=k时结论成立,即a2k

易知f(x)在(-∞,1]上为减函数,从而c=f(c)>f(a2k+1)>f(1)=a2,即1>c>a2k+2>a2.

再由f(x)在(-∞,1]上为减函数,得c=f(c)

故c

综上,存在c=14使a2n

方法二:设f(x)=(x-1)2+1-1,

则an+1=f(an).

先证:0≤an≤1(n∈N*).①

当n=1时,结论明显成立.

假设n=k时结论成立,即0≤ak≤1.

易知f(x)在(-∞,1]上为减函数,从而0=f(1)≤f(ak)≤f(0)=2-1<1.

即0≤ak+1≤1.这就是说,当n=k+1时结论成立.故①成立.

再证:a2n

当n=1时,a2=f(1)=0,a3=f(a2)=f(0)=2-1,所以a2

假设n=k时,结论成立,即a2k

由①及f(x)在(-∞,1]上为减函数,得

a2k+1=f(a2k)>f(a2k+1)=a2k+2,

a2(k+1)=f(a2k+1)

这就是说,当n=k+1时②成立.所以②对一切n∈N*成立.

由②得a2n

因此a2n<14.③

又由①②及f(x)在(-∞,1]上为减函数,得

f(a2n)>f(a2n+1),即a2n+1>a2n+2.

所以a2n+1>a22n+1-2a2n+1+2-1,解得a2n+1>14.④

综上,由②③④知存在c=14使a2n

点评:存在性问题指的是命题的结论不确定的一类探索性问题,解答此类题型一般是从存在的方面入手,寻求结论成立的条件,若能找到这个条件,则问题的回答是肯定的;若找不到这个条件或……

登录APP查看全文

猜你喜欢

性质
含有绝对值的不等式的性质及其应用
MP弱Core逆的性质和应用
一类非线性随机微分方程的统计性质
随机变量的分布列性质的应用
一类多重循环群的剩余有限性质
完全平方数的性质及其应用
三角函数系性质的推广及其在定积分中的应用
性质(H)及其摄动
九点圆的性质和应用
水的性质