问题
解答题
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,
(3)当a∈(
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答案
证明:(1)如果a<-2,则|a1|=|a|>2,a∉M.(2分)
(2)当0<a≤
时,|an|≤1 4
(∀n≥1).1 2
事实上,〔i〕当n=1时,|a1|=|a|≤
.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≤(
)2+1 2
=1 4
.1 2
由归纳假设,对任意n∈N*,|an|≤
<2,所以a∈M.(6分)1 2
(3)当a>
时,a∉M.证明如下:1 4
对于任意n≥1,an>a>
,且an+1=an2+a.1 4
对于任意n≥1,an+1-an=
-an+a=(an-a 2n
)2+a-1 2
≥a-1 4
,1 4
则an+1-an≥a-
.1 4
所以,an+1-a=an+1-a1≥n(a-
).1 4
当n>
时,an+1≥n(a-2-a a- 1 4
)+a>2-a+a=2,1 4
即an+1>2,因此a∉M.(10分)