已知函数f(x)=x-sinx,数列{a n }满足:0<a 1 <1,a n+1 =f(a n ),n=1,2,3,…

1个回答

  • 证明:(I)先用数学归纳法证明0<a n<1,n=1,2,3,

    (i)当n=1时,由已知显然结论成立.

    (ii)假设当n=k时结论成立,即0<a k<1.

    因为0<x<1时f′(x)=1-cosx>0,

    所以f(x)在(0,1)上是增函数.又f(x)在[0,1]上连续,

    从而f(0)<f(a k)<f(1),即0<a k+1<1-sin1<1.

    故n=k+1时,结论成立.

    由( i)、(ii)可知,0<a n<1对一切正整数都成立.

    又因为0<a n<1时,a n+1-a n=a n-sina n-a n=-sina n<0,

    所以a n+1<a n

    综上所述0<a n+1<a n<1.

    (II)设函数g(x)=sinx-x+

    1

    6 x 3 ,0<x<1.由(I)知,

    当0<x<1时,sinx<x,

    从而g′(x)=cosx-1+

    x 2

    2 =-2si n 2

    x

    2 +

    x 2

    2 >-2(

    x

    2 ) 2 +

    x 2

    2 =0.

    所以g(x)在(0,1)上是增函数.

    又g(x)在[0,1]上连续,且g(0)=0,

    所以当0<x<1时,g(x)>0成立.

    于是g(a n)>0,即sina n-a n+

    1

    6 a n 3>0.

    故a n+1

    1

    6 a n 3