数列 $\{a_n\}$,$\{b_n\}$ 满足条件:$a_1=b_1=1$,$a_{n+1}=a_n+2b_n$,$b_{n+1}=a_n+ b_n$.证明:对每一个正整数 $n$,下式成立:
【难度】
【出处】
【标注】
  1. $\dfrac {a_{2n-1}}{b_{2n-1}}<\sqrt 2$,$\dfrac {a_{2n }}{b_{2n }}>\sqrt 2$;
    标注
    答案
    解析
    据条件$$a_{n+1}^2=2b_{b+1}^2=(a_n+2b_n)^2-2(a_n+b_n)^2=-(a_n^2-2b_n^2),\quad\cdots\cdots \text{ ① }$$得\[\begin{split} a_n^2-2b_n^2 &= -(a_{n-1}^2-2b_{n-1}^2)\\ &=(-1)^2(a_{n-2}^2-2b_{n-2}^2)\\&=\cdots \\&=(-1)^{n-1}(a_{1}^2-2b_{1}^2)=(-1)^n,\end{split}\]因此有$$a_{2n-1}^2-2b_{2n-1}^2<0 , a_{2n}^2-2b_{2n }^2>0,$$由条件知,$a_n$,$b_n$ 皆为正整数,因此得,$$\dfrac {a_{2n-1}}{b_{2n-1}}<\sqrt 2 , \dfrac {a_{2n}}{b_{2n}}>\sqrt 2.$$
  2. $\left|\dfrac {a_{ n+1}}{b_{ n+1}}-\sqrt 2\right|<\left|\dfrac {a_{ n }}{b_{ n }}-\sqrt 2\right|$.
    标注
    答案
    解析
    据 ① 得,$$\left|a_{n+1}^2-2b_{n+1}^2\right|=\left|a_{n }^2-2b_{n }^2\right|,\quad\cdots\cdots \text{ ② }$$又由$$a_{n+1}>a_n>0 , b_{n+1}>b_n>0,$$得到$$ \dfrac {1}{a_{n+1}+\sqrt 2b_{n+1}}<\dfrac {1}{a_{n }+\sqrt 2b_{n }},\quad\cdots\cdots \text{ ③ }$$$$\dfrac {1}{b_{n+1}}<\dfrac {1}{b_n}, \quad\cdots\cdots \text{ ④ }$$将 ②③④ 相乘得,$$\left|\dfrac {a_{n+1}}{b_{n+1}}-\sqrt 2\right|<\left|\dfrac {a_n}{b_n}-\sqrt 2\right|.$$
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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