已知数列 $\{x_n\}$ 满足 $x_1=\dfrac 12$,$x_{n+1}=\dfrac 1{1+x_n},n\in \mathbb {N}^*$,证明:$\left|x_{n+1}-x_n\right|\leqslant \dfrac 16\left(\dfrac 25\right)^{n-1}$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
    >
    数列
    >
    数列的性质
    >
    数列的有界性
  • 知识点
    >
    不等式
    >
    放缩
    >
    等比放缩法
【答案】
【解析】
考虑到\[\left|\dfrac{x_{n+1}-x_n}{x_n-x_{n-1}}\right|=\left|\dfrac{\dfrac{1}{1+x_n}-x_n}{x_n-\dfrac{1}{x_n}+1}\right|=\left|\dfrac{x_n}{1+x_n}\right|,\]而由迭代函数容易得到\[\dfrac 12\leqslant a_n\leqslant \dfrac 23,\]于是\[\left|\dfrac{x_{n+1}-x_n}{x_n-x_{n-1}}\right|\leqslant \left|\dfrac{\dfrac 23}{1+\dfrac 23}\right|=\dfrac 25,\]因此有\[\left|x_{n+1}-x_n\right|\leqslant\left|x_2-x_1\right|\cdot \left(\dfrac 25\right)^{n-1}=\dfrac 16\cdot \left(\dfrac 25\right)^{n-1},\]原命题得证.
答案 解析 备注
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