已知数列 $\{a_n\},\{b_n\}$ 满足 $a_1=b_1=1$,$a_{n+1}=a_n+2b_n$,$b_{n+1}=a_n+b_n$,则下列结论正确的是 \((\qquad)\)
A: 只有有限个正整数 $n$ 使得 $a_n<\sqrt 2b_n$
B: 只有有限个正整数 $n$ 使得 $a_n>\sqrt 2b_n$
C: 数列 $\left\{|a_n-\sqrt 2\cdot b_n|\right\}$ 是递增数列
D: 数列 $\left\{\left|\dfrac{a_n}{b_n}-\sqrt 2\right|\right\}$ 是递减数列
【难度】
【出处】
【标注】
  • 方法
    >
    代数处理
    >
    待定系数法
  • 题型
    >
    数列
    >
    求数列的通项公式
  • 知识点
    >
    数列
    >
    数列的性质
    >
    数列的单调性
【答案】
D
【解析】
引入参数 $\lambda$,有\[a_{n+1}+\lambda\cdot b_{n+1}=(1+\lambda)\cdot a_n+(2+\lambda)\cdot b_n,\]令\[\dfrac{1}{\lambda}=\dfrac{1+\lambda}{2+\lambda},\]解得\[\lambda =\pm\sqrt 2.\]于是\[\begin{split}
a_{n+1}+\sqrt 2\cdot b_{n+1}=(1+\sqrt 2)\cdot (a_n+\sqrt 2\cdot b_n),\\
a_{n+1}-\sqrt 2\cdot b_{n+1}=(1-\sqrt 2)\cdot (a_n-\sqrt 2\cdot b_n),\end{split}\]从而\[\begin{split}a_n+\sqrt 2\cdot b_n=(1+\sqrt 2)^n,\\
a_n-\sqrt 2\cdot b_n=(1-\sqrt 2)^n,\end{split}\]从而选项 ABC 均错误.
对于选项 D,由于\[b_{n+1}-b_n=a_n>0,\]于是 $\{b_n\}$ 是单调递增的正项数列,又\[\left|\dfrac{a_n}{b_n}-\sqrt 2\right|=\dfrac{1}{b_n}\cdot |a_n-\sqrt 2\cdot b_n|,\]于是命题正确.
题目 答案 解析 备注
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