题目
设 _(1)=10, _(n+1)=sqrt (6+{a)_(n)} 证明:极限liman存在,并求之.

题目解答
答案

解析
步骤 1:证明数列单调性
首先,我们证明数列 $\{a_n\}$ 是单调递减的。我们使用数学归纳法。
- 基础情况:$a_1 = 10$,$a_2 = \sqrt{6 + a_1} = \sqrt{16} = 4$,显然 $a_2 < a_1$。
- 归纳假设:假设 $a_k < a_{k-1}$ 对于某个 $k \geq 2$ 成立。
- 归纳步骤:我们需要证明 $a_{k+1} < a_k$。
- 由于 $a_{k+1} = \sqrt{6 + a_k}$,$a_k = \sqrt{6 + a_{k-1}}$,且 $a_k < a_{k-1}$,则 $6 + a_k < 6 + a_{k-1}$,从而 $\sqrt{6 + a_k} < \sqrt{6 + a_{k-1}}$,即 $a_{k+1} < a_k$。
因此,数列 $\{a_n\}$ 是单调递减的。
步骤 2:证明数列有下界
我们证明数列 $\{a_n\}$ 有下界。我们猜测下界为 3。
- 假设 $a_n > 3$,则 $a_{n+1} = \sqrt{6 + a_n} > \sqrt{6 + 3} = 3$。
- 因此,数列 $\{a_n\}$ 有下界 3。
步骤 3:求极限
由于数列 $\{a_n\}$ 单调递减且有下界,根据单调有界原理,数列 $\{a_n\}$ 收敛。设 $\lim_{n \to \infty} a_n = L$,则有
\[ L = \sqrt{6 + L} \]
解这个方程,我们得到
\[ L^2 = 6 + L \]
\[ L^2 - L - 6 = 0 \]
\[ (L - 3)(L + 2) = 0 \]
由于 $L > 0$,我们得到 $L = 3$。
首先,我们证明数列 $\{a_n\}$ 是单调递减的。我们使用数学归纳法。
- 基础情况:$a_1 = 10$,$a_2 = \sqrt{6 + a_1} = \sqrt{16} = 4$,显然 $a_2 < a_1$。
- 归纳假设:假设 $a_k < a_{k-1}$ 对于某个 $k \geq 2$ 成立。
- 归纳步骤:我们需要证明 $a_{k+1} < a_k$。
- 由于 $a_{k+1} = \sqrt{6 + a_k}$,$a_k = \sqrt{6 + a_{k-1}}$,且 $a_k < a_{k-1}$,则 $6 + a_k < 6 + a_{k-1}$,从而 $\sqrt{6 + a_k} < \sqrt{6 + a_{k-1}}$,即 $a_{k+1} < a_k$。
因此,数列 $\{a_n\}$ 是单调递减的。
步骤 2:证明数列有下界
我们证明数列 $\{a_n\}$ 有下界。我们猜测下界为 3。
- 假设 $a_n > 3$,则 $a_{n+1} = \sqrt{6 + a_n} > \sqrt{6 + 3} = 3$。
- 因此,数列 $\{a_n\}$ 有下界 3。
步骤 3:求极限
由于数列 $\{a_n\}$ 单调递减且有下界,根据单调有界原理,数列 $\{a_n\}$ 收敛。设 $\lim_{n \to \infty} a_n = L$,则有
\[ L = \sqrt{6 + L} \]
解这个方程,我们得到
\[ L^2 = 6 + L \]
\[ L^2 - L - 6 = 0 \]
\[ (L - 3)(L + 2) = 0 \]
由于 $L > 0$,我们得到 $L = 3$。