专题地图 › 递推数列
2009 年河北预赛 · 第 14 题
F2解答题递推数列
已知数列 {an} 满足
a1=1,2n(an+1−an)=an,
求证:当 n≥3 时,
2−2n−11<an<(23)n−1.
作答
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
解析
思路
先将递推展开为正因子的乘积,下界保留一次项,上界逐因子比较。
解答
由题设 an+1=(1+2−n)an,故
an=k=1∏n−1(1+2−k).
当 n≥3 时至少有两个正增量,乘积展开中的交叉项为正,因此
an>1+k=1∑n−12−k=2−2−(n−1).
另一方面,各因子都不超过 3/2,且 k=2 的因子严格小于 3/2,故
2−2n−11<an<(23)n−1(n≥3).
复核
a3=(3/2)(5/4)=15/8,确有 7/4<15/8<9/4;严格下界用到了正交叉项,上界用到了第二个因子的严格比较,这也解释了 n≥3 的范围。
方法总结
正因子乘积的下界可保留常数项与一次项,但必须指出产生严格性的正交叉项。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
需要把递推化为乘积,再从乘积展开及逐因子比较分别构造严格上下界,并说明严格性来源。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:作差后证明非负