问题 解答题
已知函数f(x)=
x+3
x+1
(x≠-1).设数列{an}满足a1=1,an+1=f(an),数列{bn}满足bn=|an-
3
|,Sn=b1+b2+…+bn(n∈N*).
(Ⅰ)用数学归纳法证明bn
(
3
-1)
n
2n-1

(Ⅱ)证明Sn
2
3
3
答案

证明:(Ⅰ)当x≥0时,f(x)=1+

2
x+1
≥1.

因为a1=1,所以an≥1(n∈N*).

下面用数学归纳法证明不等式bn

(
3
-1)
n
2n-1

(1)当n=1时,b1=

3
-1,不等式成立,

(2)假设当n=k时,不等式成立,即bk

(
3
-1)
k
2k-1

那么bk+1=|ak+1-

3
|=
(
3
-1)|ak-
3
|
1+ak

3
-1
2
bk
(
3
-1)
k+1
2k

所以,当n=k+1时,不等式也成立.

根据(1)和(2),可知不等式对任意n∈N*都成立.

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,bn

(
3
-1)
n
2n-1

所以Sn=b1+b2+…+bn≤(

3
-1)+
(
3
-1)
2
2
+…+
(
3
-1)
n
2n-1
=(
3
-1)•
1-(
3
-1
2
)
n
1-
3
-1
2
<(
3
-1)•
1
1-
3
-1
2
=
2
3
3

故对任意n∈N*,Sn

2
3
3

单项选择题
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