已知数列an满足递推关系式:2an+1=1-an2(n≥1,n∈N),且0<a1<1. (1)求a3的取值范围; (2)用数学归纳法证明:|an-(
(3)若bn=
|
(1)∵a2=
(1-a21),且a1∈(0,1),由二次函数性质可知a2∈(0,1 2
).1 2
∵a3=
(1-1 2
)及a2∈(0,a 22
)∴a3∈(1 2
,3 8
).(3分)1 2
(2)证明:①在(1)的过程中可知n=3时,
<a3<3 8
,1 2
则-
<1 8
-(3 8
-1)<a3-(2
-1)<2
-(1 2
-1)<2
,1 8
于是当n=3时,|an-(
-1)|<2
成立.1 2n
②假设在n=k(k≥3)时,|an-(
-1)|<2
(*)成立,即|ak-(1 2n
-1)|<2
.1 2k
则当n=k+1时,|ak+1-(
-2)|=|2
-1 2 1 2
-(a 2k
-1)|=2
|ak-(1 2
-1)|•|ak+2
-1|,2
其中0<ak+
-1<2(2
-1)+2
<1(k≥3)1 2k
于是|ak+1-(
-1)|<2
|ak-(1 2
-1)|<2
,1 2k+1
从而n=k+1时(*)式得证.
综合①②可知:n≥3,n∈{N}时|an-(
-1)|<2
.1 2n
(3)由|an-(
-1)|<2
(n≥3)变形为:|1 2n
-1
-12
|<1 an
•1 2n
=1 (
-1)|an|2
•
+12 2n
,1 |an|
而由
-1-2
<an<1 2n
-1+2
(n≥3,n∈N)1 2n
可知:
-1-2
<an<1 8
+1+2
在n≥3上恒成立,1 8
于是
<1 an
,1
-1-2 1 8
<
+12 an
<12,
+12
-1-2 1 8
又∵|an-(
-1)|<2
,∴|1 2n
-(1 an
+1)|<2
,12 2n
从而原不等式|bn-(
+1)|<2
(n≥3,n∈N)得证.(14分)12 2n