Cho dãy số xác định bởi và với mọi số nguyên dương . Chứng minh có giới hạn hữu hạn và tìm giới hạn đó.
Cho dãy số xác định bởi và với mọi số nguyên dương . Chứng minh có giới hạn hữu hạn và tìm giới hạn đó.
Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
Ta chứng minh bằng quy nạp rằng với mọi số nguyên dương thì .
Với , ta có và , nên khẳng định đúng.
Giả sử . Khi đó , nên .
Tiếp theo, từ suy ra , nên .
Do đó, theo nguyên lý quy nạp, với mọi .
Mặt khác, ta có .
Nếu lẻ thì , do đó . Suy ra dãy tăng. Lại có , nên bị chặn trên. Vì thế tồn tại với .
Nếu chẵn thì , do đó . Suy ra dãy giảm. Lại có , nên bị chặn dưới. Vì thế tồn tại với .
Từ và , cho , ta được và . Lấy hai đẳng thức trừ nhau, ta có
suy ra .
Nếu thì do , ta có .
Nếu , thay vào , ta được , hay nên .
Vậy , do đó .
Với , ta có và , nên khẳng định đúng.
Giả sử . Khi đó , nên .
Tiếp theo, từ suy ra , nên .
Do đó, theo nguyên lý quy nạp, với mọi .
Mặt khác, ta có .
Nếu lẻ thì , do đó . Suy ra dãy tăng. Lại có , nên bị chặn trên. Vì thế tồn tại với .
Nếu chẵn thì , do đó . Suy ra dãy giảm. Lại có , nên bị chặn dưới. Vì thế tồn tại với .
Từ và , cho , ta được và . Lấy hai đẳng thức trừ nhau, ta có
suy ra .
Nếu thì do , ta có .
Nếu , thay vào , ta được , hay nên .
Vậy , do đó .