已知 ${x_{n+1}}=\dfrac{{{x_n}+4}}{{{x_n}+1}}$,${x_1}=1$,求证:当 $n \geqslant 2$ 时,$\displaystyle \sum\limits_{i=1}^n {\left| {{x_i}-2} \right|} \leqslant 2-{2^{1-n}}$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    不等式
    >
    级数不等式的证明
  • 知识点
    >
    数列
    >
    数列的性质
    >
    研究数列性质的迭代函数法
  • 知识点
    >
    不等式
    >
    放缩
    >
    等比放缩法
【答案】
【解析】
利用不动点法容易知道数列 $\left\{ {{x_n}} \right\}$ 为摆动数列,且极限为 $2$.利用不动点 $2$,构造裂项$$\dfrac{{{x_{n+1}}-2}}{{{x_n}-2}}=- \dfrac{1}{{{x_n}+1}},$$于是$$\left| {\dfrac{{{x_{n+1}}-2}}{{{x_n}-2}}} \right|=\left| {\dfrac{1}{{{x_n}+1}}} \right| \leqslant \dfrac{1}{2}({x_n} \geqslant 1),$$因此由等比放缩法,$$\sum\limits_{i=1}^n {\left| {{x_i}-2} \right|} \leqslant \dfrac{{\left| {{x_1}-2} \right|\left( {1-\dfrac{1}{{{2^n}}}} \right)}}{{1-\dfrac{1}{2}}}=2-\dfrac{1}{{{2^{n-1}}}}.$$
答案 解析 备注
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