22.(本小题满分14分)
已知数列{an}满足a1=a,
an+1=1+
我们知道当a取不同的值时,得到不同的数列,如当a=1时,得到无穷数列:![]()
(Ⅰ)求当a为何值时a4=0;
(Ⅱ)设数列{bn}满足b1=-1, bn+1=
,求证a取数列{bn}中的任一个数,都可以得到一个有穷数列{an};
(Ⅲ)若
,求a的取值范围.
解:(Ⅰ)∵a1=a,∴1+
=a2,∴a2=
,
,
,
故当
时,![]()
(Ⅱ)∵b1=-1,![]()
当a=b1时,a1=1+
=0
当a=b2时,a2=
=b1,∴a2=0,
当a=b3时,a3=1+
=b2,∴a3=1+
,∴a4=0,
……
一般地,当a=bn时,an+1=0,可得一个含育n+1项的有穷数列a1,a2,a3,…,an+1.
可用数学归纳法加以证明:
① 当n=1时,a=b1,显然a2=0,得到一个含2项的有穷数列a1,a2.
②
假设当n=k时,a=bk,得到一个含有k+1项的有穷数列a1,a2,a3,…,ak+1,其中ak+1=0,则n=k+1时.a=bk+1,∴a2=1+
.
由假设可知,可得到一个含有k+1项的有穷数列a2,a3,…,ak+2,其中ak+2=0.
由①②知,对一切n∈N+,命题都成立.
(Ⅲ)要使
即
,∴1<an-1<2.
∴要使
,当且仅当它的前一项an-1,满足1<an-1<2,∵(
,2)
(1,2),
∴只须当a4
,都有![]()
由
得
,
解不等式组
得
,故a>0.
- 答案