设实数数列 $\{a_n\}$ 的前 $n$ 项和为 $S_n$,满足 $S_{n+1}=a_{n+1}S_n$($n\in\mathbb N^{\ast}$).
【难度】
【出处】
2011年高考重庆卷(理)
【标注】
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若 $a_1,S_2,-2a_2$ 成等比数列,求 $S_2$ 和 $a_3$;标注答案$S_2=-2$,$a_3=\dfrac 23$解析根据题意,有\[a_1+a_2=a_1\cdot a_2,\]于是由\[\dfrac{S_2}{a_1}=\dfrac{-2a_2}{S_2},\]可得\[S_2=a_1+a_2=a_1\cdot a_2=-2,\]又\[a_1+a_2+a_3=a_3\cdot (a_1+a_2),\]解得 $a_3=-\dfrac 23$.
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求证:对 $k\geqslant 3$,有 $0\leqslant a_{k+1}\leqslant a_k\leqslant \dfrac 43$.标注答案略解析由已知条件可得$$S_n+a_{n+1}=a_{n+1}S_n,$$于是$$S_n=\dfrac{a_{n+1}}{a_{n+1}-1},$$因此$$\dfrac{a_{n+2}}{a_{n+2}-1}=a_{n+1}\cdot\dfrac{a_{n+1}}{a_{n+1}-1},$$从而可得$$a_{n+2}=\dfrac{a_{n+1}^2}{a_{n+1}^2-a_{n+1}+1}.$$当 $a_3=0$ 时,$a_n=0$,命题成立;
当 $a_3\neq 0$ 时,$a_n\neq 0$,此时$$a_{n+2}=\dfrac{1}{\left(\frac{1}{a_{n+1}}-\frac 12\right)^2+\frac 34},$$显然有$$0< a_{n+2}\leqslant \dfrac 43,$$进而$$\dfrac{a_{n+2}}{a_{n+1}}=\dfrac{1}{a_{n+1}+\frac{1}{a_{n+1}}-1}\leqslant 1,$$于是$$a_{n+2}\leqslant a_{n+1}.$$因此命题成立.
综上所述,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