性、唯一性问题、大小问题等有时可以尝试反证法.
例2-12015浙江卷已知数列a
满足a1=12且a
+1=a
-a
2
∈N.
1证明:1≤aa
+
1≤2
∈N;
2设数列a2
的前
项和为S
,证明:2(
1+2)≤S
≤2(
1+1)
∈N.
分析:1先由已知关系式判断数列为递减数列,从而确定a
的范围,再把等式变形为a
+1=a
1-a
,利用这一递推数列把a
表示出来,二者相除证明.
2把a
+1=a
-a
2变形为a
2=a
-a
+1,利用消项法表示出S
,利用不等式性质构造要证明的不等式,使问题解决.
解析:1由题意得a
+1-a
=-a
2≤0,即a
+1≤a
,
故a
≤12
由a
=1-a
-1a
-1得
a
=1-a
-11-a
-2…1-a1a1>0
f由0<a
≤12得aa
+
1=a
-a
a2
=1-1a
∈1,2,即1≤aa
+
1≤22由题意得a2
=a
-a
+1,所以S
=a1-a
+1①由a
1+1-a1
=aa
+
1和1≤aa
+
1≤2得1≤a
1+1-a1
≤2,所以
≤a
1+1-a11≤2
,因此2(
1+1)≤a
+1≤
+12
∈N.②由①②得2(
1+2)≤S
≤2(
+11)
∈N.例2-2在数列a
中,a1=1,a
+1=ca
+c
+12
+1
∈N,其中实数c≠01求a
的通项公式;2若对一切k∈N有a2ka2k-1,求c的取值范围.分析:1可先归纳猜出a
,再用数学归纳法证明;还可以将等式化为ac
++11=ac
+2
+1,利用累加法求通项.2转化为函数恒成立问题,分类讨论求解.解析:1方法1由a1=1,得a2=ca1+c23=3c2+c=22-1c2+c,∴a3=ca2+c35=8c3+c3=32-1c3+c2,a4=ca3+c47=15c4+c3=42-1c4+c3,猜测a
=
2-1c
+c
-1,
∈N
f下用数学归纳法证明.当
=1时,等式成立;假设当
=k时,等式成立,即ak=k2-1ck+ck-1,则当
=k+1时,ak+1=cak+ck+12k+1=ck2-1ck+ck-1+ck+12k+1=k2+2kck+1+ck=k+12-1ck+1+ck,综上,a
=
2-1c
+c
-1对任何
∈N都成立.方法2由原式得ac
++11=ac
+2
+1.令b
=ac
,则b1=1c,b
+1=b
+2
+1,因此对
≥2,有b
=b
-b
-1+b
-1-b
-2+…+b2-b1+b1=2
-1+2
-3+…+3+1c=
2-1+1c,因此a
=
2-1c
+c
-1,
≥2又当
=1时上式成立,因此a
=
2-1c
+c
-1,
∈N2由a2ka2k-1,
f得2k2-1c2k+c2k-12k-12-1c2k-1+c2k-2,
因为c2k-20,
所以4c2-ck2+4ck-c2+c-10对k∈N恒成立.
记fx=4c2-cx2+4cx-c2+c-1
下面分三种情况讨论:
①当c2-c=0即c=0或c=1时,
代入验证可知只有c=1满足要求.
②当c2-c0时,
抛物线y=fx开口向下,
因此当正整数k充分大时,fx0r