问题 解答题

已知数列{an}满足8an+1=an2+m(n,m∈N*),且a1=1.

(1)求证:当m=12时,1≤an<an+1<2;

(2)若an<4对任意的n≥1(n∈N)恒成立,求m的最大值.

答案

证明:(1)①当n=1时,a1=1,又8a2=12+a12a2=

13
8

∴1=a1<a2<2.

②假设n=k时,1≤ak<ak+1<2成立,

当n=k+1时,有8ak+2=12+ak+12<12+22=16,

∴ak+2<2成立,

由假设ak2<ak+12有8(ak+2-ak+1)=ak+12-ak2>0,

∴ak+2>ak+1≥ak≥1,

∴1≤ak+1<ak+2<2.

故由①,②知,对任意n∈N*都有1≤an<an+1<2成立.

(2)由于an+1-an=

m
8
+
1
8
(
a2n
-8an)=
1
8
(an-4)2+
m-16
8
m-16
8
ana1+(n-1)
m-16
8
=1+
m-16
8
(n-1)

①当m>16时,显然不可能使an<4对任意n∈N*成立,

②当m≤16时,an<4对任意n∈N*有可能成立,

当m=16时,a1<4,

假设ak<4,由8ak+1=16+ak2<16+42,ak+1<4.

所以m=16时,对任意n∈N*都有an<4成立,

所以m≤16时,an<4,

故m的最大值是16.

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