关于数列极限的证明,求详细解答和步骤

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证明该数列的极限为1,要求详细解答步骤~


极限定义即为ε-N定义。回答如下:

用数学归纳法来解

(1)
x1 =1 , x 2 = √(1+Xn)= √2
假设 x{k}满足: 1<= x{k} <2
x{k+1} = √(1+X{k} )< √(1+2) <√4 = 2
x{k+1} = √(1+X{k} )>√1 =1

故 xn: 1<= xn <2 成立

(2)
x2/ x1 = √2 / 1 >1
假设 x{k}/x{k-1}满足: x{k}/x{k-1}>1

X{k+1}/Xk =√(1+Xk)/√(1+X{k-1}) >√(1+X{k-1}/√(1+X{k-1} =1
故Xn是递增数列

(关键是找出极限,设为A(A>0),则A=√(1+A),A=(1+√5)/2)
(1)假设x[n]<(1+√5)/2
那么x[n+1]=√(1+x[n])<√(6+2√5)/2=(1+√5)/2
显然x[n]>1
所以1<x[n]<(1+√5)/2
(2)x[n+1]-x[n]=√(1+x[n])-x[n]=(1+x[n]-x[n]^2)/(√(1+x[n])+x[n])>0
所以x[n]单增

先考虑Xn是递增还是递减,X(n+1)^2-Xn^2=1+Xn-Xn^2=[(√5+1)/2-Xn][(√5-1)/2+Xn],Xn恒正,要向判断出Xn递增或递减,需要判断(√5+1)/2与Xn的大小,由此即可得到Xn的有界的证明方法。

1、Xn>0是显然的。X1=1,X2=√2,X3=√(1+√2),计算一下可知X1,X2,X3都小于(√5+1)/2。所以利用归纳法,如果Xn<(√5+1)/2,由递推公式,X(n+1)<√(1+(√5+1)/2)=(√5+1)/2。
所以,0<Xn<(√5+1)/2。Xn有界。

2、X(n+1)^2-Xn^2=1+Xn-Xn^2=[(√5+1)/2-Xn][(√5-1)/2+Xn]>0,所以X(n+1)>Xn,Xn递增。

如图:




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