已知函数f（x）=2-|x|，无穷数列{an}满足an+1=f（an），n∈N*

问题解答题

已知函数f（x）=2-|x|，无穷数列{a_n}满足a_n+1=f（a_n），n∈N^*

（1）若a₁=0，求a₂，a₃，a₄；

（2）若a₁＞0，且a₁，a₂，a₃成等比数列，求a₁的值

（3）是否存在a₁，使得a₁，a₂，…，a_n，…成等差数列？若存在，求出所有这样的a₁，若不存在，说明理由．

答案

（1）由题意，代入计算得a₂=2，a₃=0，a₄=2；

（2）a₂=2-|a₁|=2-a₁，a₃=2-|a₂|=2-|2-a₁|，

①当0＜a₁≤2时，a₃=2-（2-a₁）=a₁，

所以a12=(2-a1)2，得a₁=1；

②当a₁＞2时，a₃=2-（a₁-2）=4-a₁，

所以a1(4-a1)=(2-a1)2，得a1=2-

（舍去）或a1=2+

．

综合①②得a₁=1或a1=2+

．

（3）假设这样的等差数列存在，那么a₂=2-|a₁|，

a₃=2-|2-|a₁||，由2a₂=a₁+a₃得2-a₁+|2-|a₁||=2|a₁|（*），

以下分情况讨论：

①当a₁＞2时，由（*）得a₁=0，与a₁＞2矛盾；

②当0＜a₁≤2时，由（*）得a₁=1，从而a_n=1（n=1，2，…），

所以{a_n}是一个等差数列；

③当a₁≤0时，则公差d=a₂-a₁=（a₁+2）-a₁=2＞0，

因此存在m≥2使得a_m=a₁+2（m-1）＞2，

此时d=a_m+1-a_m=2-|a_m|-a_m＜0，矛盾．

综合①②③可知，当且仅当a₁=1时，a₁，a₂，…，a_n，…成等差数列．