专题地图 › 递推数列
2014 年湖南预赛 · 第 16 题
F3解答题递推数列
16. 已知数列 {xn} 满足
xn+2=2xn+1+xn,x1=2, x2=6;
数列 {yn} 满足
yn+2=yn+1+2yn,y1=3, y2=9.
求证:存在正整数 n0,使得对任意 n>n0 都有 xn>yn.
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
两条线性递推各有显式特征根,比较主根增长并将次根误差统一控制即可。
解答
解两条特征方程并由初值定系数,得
xn=(1+2)n+(1−2)n,yn=2n+1+(−1)n.
记 α=1+2>2,β=1−2,则 ∣β∣<1,所以 xn>αn−1,而 yn≤2n+1+1。又 α5=41+292>66,故对所有 n≥5,
αn=α5αn−5>66⋅2n−5=2n+1+2n−4≥2n+1+2.
因此 xn>yn 对 n≥5 恒成立,取 n0=4 即可。
复核
显式式在 n=1,2 分别给出 xn=2,6 和 yn=3,9,均正确。n0 只要求存在,不要求最小;本证明统一覆盖所有 n>4,没有用某一项较大代替最终恒大。
方法总结
比较两线性递推的长期大小时,先分离主根与有界次根,再给出足以覆盖全部远项的显式阈值。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
需比较不同特征根的增长,控制振荡次根后给出统一远项阈值,不能只用数值试算或模糊主项判断。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:递推换元化成线性
专题卡:线性递推求通项:一阶减不动点,二阶用特征根、数列只问范围:不变区间、单调和夹逼