问题 解答题
已知函数f(x)满足2axf(x)=2f(x)-1,f(1)=1,设无穷数列{an}满足an+1=f(an).
(1)求函数f(x)的表达式;
(2)若a1=3,从第几项起,数列{an}中的项满足an<an+1
(3)若1+
1
m
<a1
m
m-1
(m为常数且m∈N,m≠1),求最小自然数N,使得当n≥N时,总有0<an<1成立.
答案

(1)令x=1得2a=1,∴a=

1
2

∴f(x)=

1
2-x

(2)若a1=3,由a2=

1
2-a1
=-1,a3=
1
2-a2
=
1
3
,a4=
1
2-a3
=
3
5

假设当n≥3时,0<an<1,则0<an+1=

1
2-an
1
2-1
=1⇒2-an>0.

从而an+1-an=

1
2-an
-an=
(1-an)2
2-an
>0⇒an+1>an

从第2项起,数列{an}满足an<an+1

(3)当1+

1
m
<a1
m
m-1
时,a2=
1
2-a1
,得
m
m-1
<a2
m-1
m-2

同理,

m-1
m-2
<a3
m-2
m-3

假设

m-(n-1)+2
m-(n-1)+1
<an-1
m-(n-1)+1
m-(n-1)

由an=

1
2-an-1
与归纳假设知
m-(n-2)
m-(n-1)
<an
m-(n-1)
m-n
对n∈N*都成立.

当n=m时,

m-(n-2)
m-(n-1)
<am,即am>2.

∴am+1=

1
2-am
<0.

0<am+2=

1
2-am+1
1
2
<1.

由(2)证明知若0<an<1,则0<an+1=

1
2-an
1
2-1
=1.

∴N=m+2,使得n≥N时总有0<an<1成立.

单项选择题
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