本题导读
本题考查数学归纳法、数列的递推关系与单调性。核心在于正确理解题意并选用恰当方法求解。
📌【题干】
Question
(2009年安徽卷(理)) 首项为正数的数列 满足 .
(1) 证明:若 为奇数,则对一切 , 都是奇数;
(2) 若对一切 都有 ,求 的取值范围.
🔍【思路分析】
破题导航
- 第一问:使用数学归纳法。设 为奇数,通过代数展开证明 形式为 (连续两整数乘积加一),从而证明其必为奇数。
- 第二问:将 转化为一元二次不等式 。结合构造函数 的不动点(1和3)及单调性,分类讨论 落在各个区间时数列的单调性表现。
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的取值范围为
✍【详细解析】
Abstract
解:(1) 证明:使用数学归纳法。 ① 当 时,已设 为奇数。 令 ,则: 因为 为两个连续整数的乘积,必为偶数,所以 必为奇数。结论在 时成立。 ② 假设当 时, 为奇数。 令 ,则: 同理可知, 亦为奇数。 综上所述,对一切 , 都是奇数。
(2) 解:由对一切 都有 ,得: 要使该式对一切 恒成立,各未知项必须满足 或 。 构造函数 ,其不动点为 或 。
- 当 时,由 在 上单调递增,得 . 通过数学归纳法可证,对一切 恒有 . 此时 恒成立,即 恒成立.
- 当 或 时, ,不满足 .
- 当 时, ,不满足恒递增条件.
- 当 时,由 在 上单调递增,得 . 通过数学归纳法可证,对一切 恒有 . 此时 恒成立,即 恒成立.
综上所述, 的取值范围为 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:数学归纳法的标准步骤;一元二次不等式的区间化归;利用函数单调性传递数列范围。
- 核心方法:不动点区间讨论法。
- 避坑指南:第一问需明确指出 为偶数这一关键整除性质;第二问易漏掉 这一解集区间,切记二次不等式大于 0 的解集分布在两边。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 本题基于一维离散动力系统的迭代性质。函数 的不动点 为稳定吸引子, 为不稳定排斥子。
- 结论推广: 对于递推关系 ,数列单调递增的充要条件为首项 落在满足 且关于 保持区间封闭的无交并集内。
🔗【关联脉络】
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