问题 解答题

已知数列{an}满足an+1=-an2+pan(p∈R),且a1∈(0,2).试猜想p的最小值,使得an∈(0,2)对n∈N*恒成立,并给出证明.

答案

当n=1时,a2=-a12+pa1=a1(-a1+p),因为a1∈(0,2),所以欲a2∈(0,2)恒成立,

则要

p>a1
p<a1+
2
a1
恒成立,解得2≤p<2
2
,由此猜想p的最小值为2.(4分)

因为p≥2,所以要证该猜想成立,只要证:当p=2时,an∈(0,2)对n∈N*恒成立.(5分)

现用数学归纳法证明之:

①当n=1时结论显然成立.(6分)

②假设当n=k时结论成立,即ak∈(0,2),

则当n=k+1时,ak+1=-ak2+2ak=ak(2-ak),

一方面,ak+1=ak(2-ak)>0成立,(8分)

另一方面,ak+1=ak(2-ak)=-(ak-1)2+1≤1<2,所以ak+1∈(0,2),

即当n=k+1时结论也成立.(9分)

由①、②可知,猜想成立,即p的最小值为2.(10分)

单项选择题
单项选择题