高中数学题(推理)

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/24 06:32:07
已知函数f(x)=x-sinx,数列{an}满足:0<a1<1,an+1=f(an),n=1,2,3……
求证:
(1)0<an+1<an<1;
(2)an+1<1/6an^3

(1)f′(x)=1-cosx
当0<x<1时,f′(x)>0
故f(x)在(0,1)上单调递增
故当0<x<1时,f(x)>f(0)=0,f(x)<f(1)=1-sin1<1
用数学归纳法证明
a2=f(a1)=a1-sina1
因0<a1<1,故0<a2<1
a2-a1=a1-sina1-a1=-sina1<0
即a2<a1
即得0<a2<a1<1
这样n=1时不等式0<an+1<an<1成立
假设n=k时成立即有0<a(k+1)<ak<1
当n=k+1时
a(k+2)=f(ak+1)=a(k+1)-sina(k+1)
因0<a(k+1)<1,故0<a(k+2)<1
a(k+2)-a(k+1)=a(k+1)-sina(k+1)-a(k+1)=-sina(k+1)<0
即a(k+2)<a(k+1)
即得0<a(k+2)<a(k+1)<1
故n=k+1时也成立
故对任意正整数n,有0<an+1<an<1
(2)要证an+1<1/6an^3
即证an-sinan<1/6an^3
即证1/6an^3-an+sinan>0
令g(x)=1/6x^3-x+sinx
g′(x)=1/2x²-1+cosx
g〃(x)=x-sinx
易知当0<x<1时,g〃(x)>0
即g′(x)在(0,1)上单调递增
又g′(0)=0
故当0<x<1时,g′(x)>0
即g(x)在(0,1)上单调递增
故当0<x<1时,g(x)>0
因0<an<1
故g(an)>0
即1/6an^3-an+sinan>0
故原命题an+1<1/