Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
 № 2097
i

3А. По­сле­до­ва­тель­ность  левая фи­гур­ная скоб­ка x_n пра­вая фи­гур­ная скоб­ка , n=0, 1, \ldots, за­да­на со­от­но­ше­ни­я­ми x_n плюс 1=2x_n в квад­ра­те минус 1, x_0=c.

а)  Най­ди­те все c, при ко­то­рых x_2 боль­ше 0.

б)  До­ка­жи­те, что если c боль­ше 1, то эта по­сле­до­ва­тель­ность мо­но­тон­на.

в)  Най­ди­те все не­по­сто­ян­ные ко­неч­ные ариф­ме­ти­че­ские про­грес­сии, об­ра­зо­ван­ные по­сле­до­ва­тель­ны­ми чле­на­ми ука­зан­ной по­сле­до­ва­тель­но­сти.

г)  До­ка­жи­те, что су­ще­ству­ют по­сле­до­ва­тель­но­сти дан­но­го вида, име­ю­щие сколь угод­но боль­шой пе­ри­од.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  По­сколь­ку x_2=2 левая круг­лая скоб­ка 2c в квад­ра­те минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те минус 1, то ис­ко­мые зна­че­ния c  — ре­ше­ния не­ра­вен­ства

 левая круг­лая скоб­ка 2c в квад­ра­те минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те боль­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний 2c в квад­ра­те минус 1 боль­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: конец дроби ко­рень из 2 ,2c в квад­ра­те минус 1 мень­ше минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: конец дроби ко­рень из 2 . конец со­во­куп­но­сти .

б)  Ис­ход­ным мо­мен­том рас­суж­де­ния яв­ля­ет­ся сле­ду­ю­щее пре­об­ра­зо­ва­ние:

x_n плюс 1 минус x_n=2x_n в квад­ра­те минус x_n минус 1= левая круг­лая скоб­ка x_n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 2x_n плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка .

По­это­му, если x_n боль­ше 1, то x_n плюс 1 боль­ше x_n. Для точ­но­го рас­суж­де­ния можно вос­поль­зо­вать­ся ме­то­дом ма­те­ма­ти­че­ской ин­дук­ции. При­чем удоб­нее до­ка­зы­вать, что x_n боль­ше 1. По пред­по­ло­же­нию x_0=c боль­ше 1. Ин­дук­ци­он­ный пе­ре­ход: из про­ве­ден­но­го выше пре­об­ра­зо­ва­ния сле­ду­ет, что если x_n боль­ше 1, то x_n плюс 1 боль­ше x_n боль­ше 1. По­это­му все члены по­сле­до­ва­тель­но­сти боль­ше еди­ни­цы, зна­чит, x_n плюс 1 боль­ше x_n, т. е. рас­смат­ри­ва­е­мая по­сле­до­ва­тель­ность  — мо­но­тон­но воз­рас­та­ю­щая.

в)  Числа x_n минус 1, x_n, x_n плюс 1 яв­ля­ют­ся по­сле­до­ва­тель­ны­ми чле­на­ми не­ко­то­рой ариф­ме­ти­че­ской про­грес­сии, если

x_n плюс 1 минус x_n=x_n минус x_n минус 1.

Вос­поль­зо­вав­шись ра­вен­ства­ми x_n плюс 1=2x_n в квад­ра­те минус 1 и x_n=2x_n минус 1 в квад­ра­те минус 1, по­лу­чим, что

x_n плюс 1 минус x_n=2 левая круг­лая скоб­ка x_n плюс x_n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка x_n минус x_n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка рав­но­силь­но  2 левая круг­лая скоб­ка x_n плюс x_n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка x_n минус x_n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =x_n минус x_n минус 1.

По­сколь­ку по усло­вию про­грес­сия не долж­на быть по­сто­ян­ной, то 2 левая круг­лая скоб­ка x_n плюс x_n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =1, от­ку­да 4x_n минус 1 в квад­ра­те плюс 2x_n минус 1 минус 3=0, Тем самым x_n минус 1= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 1\pm ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка . Так как при най­ден­ных зна­че­ни­ях x_n минус 1 имеем x_n не равно дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 1\pm ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка , то числа x_n, x_n плюс 1, x_n плюс 2 не будут по­сле­до­ва­тель­ны­ми чле­на­ми ни­ка­кой ариф­ме­ти­че­ской про­грес­сии.

г)  По­про­буй­те по­нять, каким об­ра­зом можно до­га­дать­ся до сле­ду­ю­ще­го рас­суж­де­ния. Если c= ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: 2 в сте­пе­ни n плюс 1 конец дроби , то x_n= ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка n плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка Пи , зна­ме­на­тель: 2 в сте­пе­ни n плюс 1 конец дроби =c, при­чем x_k не равно c при 0 мень­ше k мень­ше n. Сле­до­ва­тель­но, дан­ная по­сле­до­ва­тель­ность имеет число n (про­из­воль­ное!) своим пе­ри­о­дом.

 

Ответ: а) |c| мень­ше дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 минус ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: конец ар­гу­мен­та конец дроби 2 или |c| боль­ше дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 плюс ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: конец ар­гу­мен­та конец дроби 2; в) наи­боль­шее число по­сле­до­ва­тель­ных чле­нов дан­ной по­сле­до­ва­тель­но­сти, ко­то­рые могут об­ра­зо­вы­вать ко­неч­ную ариф­ме­ти­че­скую про­грес­сию, равно трем, а пер­вый из них дол­жен быть равен  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 1\pm ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка .

? Источники:
? Классификатор: Про­грес­сии
?
Сложность: 11 из 10