数列 $\left\{ {{a_n}} \right\}$ 满足条件:${a_1} = 1$,${a_n} = 1 + \dfrac{1}{{{a_{n - 1}}}}$($n \geqslant 2$).试证明:
【难度】
【出处】
2009年浙江大学自主招生考试
【标注】
  • 数学竞赛
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    数列
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    数列不等式
  • 知识点
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    数列
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    数列的性质
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    数列的有界性
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    数列不等式
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    数列的性质
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    数列的有界性
  • 知识点
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    不等式
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    放缩
    >
    利用递推式变形放缩
  1. $1 \leqslant {a_n} \leqslant 2$,$n \in {{\mathbb{N}}^ * }$;
    标注
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      数列的有界性
    答案
    解析
    当 $n = 1$ 时显然成立,若 $1 \leqslant {a_n} \leqslant 2$,则$${a_{n + 1}} = 1 + \dfrac{1}{{{a_n}}} \geqslant 1 ,$$且$$ {a_{n + 1}} = 1 +\dfrac{1}{{{a_n}}} \leqslant 1 + \dfrac{1}{1} = 2,$$所以命题得证.
  2. $\dfrac{1}{3} \leqslant \dfrac{{\left| {{a_{n + 1}} - {a_n}} \right|}}{{\left| {{a_n} - {a_{n - 1}}} \right|}} \leqslant \dfrac{1}{2}$,$n \geqslant 2$ 且 $n \in {{\mathbb {N}}^ * }$.
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    答案
    解析
    因为$${a_{n + 1}} - {a_n} = \dfrac{1}{{{a_n}}} - \dfrac{1}{{{a_{n - 1}}}} = \dfrac{{{a_{n - 1}} - {a_n}}}{{{a_n}{a_{n - 1}}}},$$所以$$\left| {\dfrac{{{a_{n + 1}} - {a_n}}}{{{a_n} - {a_{n - 1}}}}} \right| = \left| {\dfrac{1}{{{a_n}{a_{n - 1}}}}} \right|=\dfrac{1}{{{a_n}{a_{n - 1}}}}.$$所以,原命题即$$2 \leqslant {a_n}{a_{n + 1}} \leqslant 3,$$其中 $n = 1, 2 , 3 , \cdots$.事实上$${a_n}_{ + 1} = 1 + \dfrac{1}{{{a_n}}},$$所以根据第 $(1)$ 小题结论$${a_n}{a_{n + 1}} = {a_n} + 1 \in \left[ {2,3} \right],$$所以原命题得证.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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