问题 解答题
已知函数f(x)=2-
1
x
,数列{an}满足an=f(an-1)(n≥2,n∈N+).
(Ⅰ)若a1=
3
5
,数列{bn}满足bn=
1
an-1
,求证:数列{bn}是等差数列;
(Ⅱ)若a1=
3
5
,数列{an}中是否存在最大项与最小项,若存在,求出最大项与最小项;若不存在,说明理由;
(Ⅲ)若1<a1<2,试证明:1<an+1<an<2.
答案

f(x)=2-

1
x
,则an=2-
1
an-1
(n≥2,nÎN*).

(Ⅰ)bn=

1
an-1
=
1
2-
1
an-1
-1
=
an-1
an-1-1
bn-1=
1
an-1-1

bn-bn-1=

an-1
an-1-1
-
1
an-1-1
=1 (n≥2,n∈N*).

∴数列{bn}是等差数列.

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,数列{bn}是等差数列,首项b1=

1
a1-1
=-
5
2
,公差为1,

则其通项公式bn=-

5
2
+(n-1)•1=n-
7
2

bn=

1
an-1
an=1+
1
bn
=1+
1
n-
7
2

an=1+

2
2n-7

考查函数g(x)=1+

2
2x-7

g′(x)=-

4
(2x-7)2
<0.

则函数g(x)=1+

2
2x-7
在区间(-∞,
7
2
)
(
7
2
,+∞)
上为减函数.

∴当x<

7
2
时,g(x)=1+
2
2x-7
<1

且在(-∞,

7
2
)上递减,故当n=3时,an取最小值

m-n
m
<2(lnm-lnn);

x>

7
2
时,g(x)=1+
2
2x-7
>1

且在(

7
2
,+∞)上递减,故当n=4时,an取最大值
m-n
lnm-lnn
<2m
.故存在.

(Ⅲ)先用数学归纳法证明1<an<2,再证明an+1<an

①当n=1时,1<a1<2成立,

②假设n=k时命题成立,即1<ak<2,

则当n=k+1时,

1
2
1
ak
<1,ak+1=2-
1
ak
∈(1,
3
2
)
,则1<ak+1<2,故当n=k+1时也成立.

综合①②有,命题对任意nÎN*时成立,即1<an<2.下证an+1<an

an+1-an=2-

1
an
-an=2-(an+
1
an
)<2-2
an
1
an
=0,

∴an+1<an

综上所述:1<an+1<an<2.

单项选择题
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