3高中数学基础知识与典型例题复习--数列

2024-09-30

3高中数学基础知识与典型例题复习--数列（通用4篇）

3高中数学基础知识与典型例题复习--数列篇1

数学基础知识与典型例题

数学基础知识与典型例题(第三章数列)答案

例1.当n1时，a1S11,当n≥2时，an2n2n2(n1)2(n1)4n

3,经检

验 n1时 a11 也适合an4n3,∴an4n3(nN)例2.解：∵aSn1nSnSn1,∴ Sn2Sn1

2n,∴

Sn2



n

11

设bn

Sn是公差为1的等差数列,∴bS112

则bnn

b1n1又∵b1

2a232,∴

Sn2

n

12,∴Sn

(2n1)2

n1,∴当n≥2时

anSnSn1(2n3)2

n2

∴a3

n1)n

(n≥2),Sn

(2n1)2

n1

(2n3)2

n2

(例3 解：a2

an1nSnSn1nan(n1)an1从而有n

n1an1 ∵a11,∴a1223,a3





13,a

4

5



13,a5





2143,∴a2n



(n1)(n2)321n(n1)

(n1).43

n(n1),∴Sn

na2nn

n1

例4.解：a



123n(n1)2(1n11111112n n



n1)∴Sn2(1)()()

223nn12(1)

n1n1例5.A

例6.解:S3

n1n12x3x24xnx

①xS2

x2x3xn1x

n1

nx

②

①②1xSn1

n1xx2

x

nx

n，xn

nxn

nx

n1

1nxn

nx

n1

11nx

nx

n1

当x1时,1xS

1x

n1x

nxn



11x



11x

∴Sn



1x

;

当x1时，Sn

1234n

n1n2

例7.C例8.192例9.C例10.解：a3

a58

a5q

a5

a54

542

2

1458

另解：∵a5是a2与a8的等比中项，∴542a82∴a81458

例11.D例12.C例13.解：a1S1321,当n≥2时,a2nSnSn13n2n[3(n1)22(n1)]6n5,n1时亦满足 ∴

an6n5,∴首项a11且 anan16n5[6(n1)5]6(常数)

∴an成等差数列且公差为

6、首项a

1

1、通项公式为an6n5





12a12111d354例14.解一：设首项为a2

1，公差为d则

)656(a1d2d d5

232

6a65

d17

122S奇S偶354

解二：

S偶32

S偶192



由

S偶S奇6dd5

SS奇162

奇

27例15.解：∵a101001a18

a9aa9a10，∴a18



a

20

例16.解题思路分析：法一：利用基本元素分析法 

S7a7671设{aan}首项为a1，公差为

d，则d7

∴

12

d1

S1515a115142d75∴

Sn2

n(n1)

∴

Sn2n1n

2

n52



此式为n的一次函数

∴ {

Sn12

}为等差数列∴

Tn

n

S2

法二：{a+Bn∴

7A77B7n}为等差数列，设Sn=An2

S215A1515B75



1解之得：A

∴

S12

5n

B52

n

n，下略2

注：法二利用了等差数列前n项和的性质例17.解：设原来三个数为a,aq,aq2 则必有 2aqa(aq2

32)①,(aq4)2

a(aq232)

② 由①：

q

4a2a

代入②得：a2或a



从而q5或13

∴原来三个数为2,10,50或2263389,9,9

例18.70

例19.解题思路分析：

∵ {an}为等差数列∴ {bn}为等比数列 

∴ b1b3=b22,∴ b23=1,∴ b2=1

b171b3

8,∴



8b12,∴

b1或



1

b1b214



b13

8b2

2∴ b2(1 或

b1n1

4)n12

32n

nn

42

2n5

∵

b1a

n(2),∴ anlog1bn,∴ an=2n-3 或 an=-2n+5

例20.3n9n

3高中数学基础知识与典型例题复习--数列篇2

与新授课不同, 复习课采用的数学教学内容需要教师根据学生的学习情况, 自主进行遴选和组织, 而例题的安排, 常常出现漫无目的和随意设置, 造成复习教学低效的现象。因此, 精选数学复习课典型例题是一项十分重要的工作, 对帮助学生查漏补缺、揭示解题规律、总结解题方法、提高数学能力具有重要意义。下面以江苏教育出版社出版的高中数学必修2中单元复习课“直线与方程的单元复习”为例, 侧重于例题的教学功能, 谈谈高中数学复习课例题设置的思考。

一、夯实基础, 突出“巩固”功能

数学复习课教学的例题设置首先要依“标”靠“本”, 注重基础, 教师在选择例题时, 依然要紧抓基础知识复习与基本技能训练, 加深学生对知识的理解与掌握。同时要突出重点, 提高针对性, 注意学生的薄弱环节, 紧扣知识的易混点、易错点设计例题, 突出巩固功能, 做到有的放矢, 对症下药。

例1.求直线方程:

(1) 过点P (3, 1) , 且在两坐标轴上截距相等;

(2) 与直线2x+5y-1=0垂直, 且与两坐标轴围成的三角形的面积为5。

说明:“直线与方程”单元的教学内容包括:“直线的斜率”、“直线的方程”、“两条直线的平行与垂直”、“两条直线的交点”、“平面上两点之间的距离”、“点到直线的距离”六节, 其中“直线的方程”和“两条直线的平行与垂直”是本单元的重点内容, 也是平面解析几何的基础。设置例1的目的, 一是复习巩固这部分知识内容, 二是求解例1时, 例1 (1) 、 (2) 都有两种不同情况, 是学生学习中的易错点和易混点。例1 (1) 中, 设所求直线方程时要分过原点的y=kx和不过原点的 (a≠0) 两种情况;例1 (2) 中, 可设所求直线方程为5x-2y+m=0, 求出其在两坐标轴上的截距, 再利用三角形的面积公式列出方程求解。

本例的教学形式可以采用先学生自主练习, 然后学生板演或用实物投影仪展示, 也可以先让学生自主练习, 然后教师巡视、巡批。

二、强化规范, 提高“示范”功能

复习教学的例题设置要进一步强化示范功能, 提高规范性, 这里主要包括数学语言的规范表达、数学推理步步有据、解题步骤规范有序、书写结构合理完整等方面。使学生解题时能做到:想明白、写清楚、算准确。摒弃语言书写不当、解题过程跳步或繁杂、分析过程杂乱等不规范的解题情况。

例2.直线l与直线3x+4y+1=0平行且距离为4, 求直线l的方程。

说明:在本例的求解过程中, 可以先用待定系数法设直线l的方程, 然后在已知直线上取一点, 再利用点到直线的距离公式列出方程求解。因此在本例中, 可以体现步步有据的推理, 规范有序的解题步骤和书写格式如下。

解:因为直线l与直线3x+4y+1=0平行,

所以可设直线l的方程为3x+4y+m=0.

在直线3x+4y+1=0取点A (1, -1) .

因为直线l与直线3x+4y+1=0的距离为4,

所以点A到直线3x+4y+m=0的距离为4.

解得m=-19或m=21.

所以直线l的方程为3x+4y-19=0或3x+4y+21=0.

本例的教学形式可以是学生自主练习后板演或者学生说解题思路, 教师板演。此外本例也可利用两平行直线间的距离公式求解。

三、举一反三, 凸显“通法”功能

复习课的例题设置要揭示典型的数学解题方法, 突出规律性。这样才能引导学生从数学思想方法的层面, 去分析问题、解决问题, 进一步认识其内在的特点和规律, 以点带面、举一反三, 真正通晓数学思想方法。这里的方法不仅有平面解析几何中用代数方程表达几何问题的方法、待定系数法等常用的一般方法, 还有解决一些特定类型问题的具体的特殊方法, 例如在解决一些直线之间对称问题过程中的转化化归的方法等。复习课的通法功能更多的是对一类方法的提炼、概括和总结。

例3.如图1, 在△ABC中, ∠C的平分线所在的直线l的方程为y=2x, 若点A, B的坐标分别是A (-4, 2) , B (3, 1) .求点C的坐标, 并判断△ABC的现状。

说明:本例中, 因为△ABC中∠C的平分线为y=2x, 所以点A关于直线y=2x的对称点A'在直线BC上。设点A'的坐标为 (x1, y1) , 则由AA'的中点在直线l上, 及kl·kAA'=-1, 便可求出点A'的坐标。

于是可求出直线BC的方程, 同理可求出直线AC的方程。继而可求点C的坐标, 并可判断△ABC的现状。

本例中采用的一个重要方法就是将直线与直线之间的对称关系转化为点与点之间的对称关系求解。这类问题还有很多, 教学时可以根据学生的情况, 选用不同的例题。

例4.如果直线l与l1:x+2y-3=0关于点 (0, -1) 对称, 求直线l的方程。

例5.已知光线通过点A (-2, 3) , 经x轴反射, 其反射光线通过点B (1, 1) , 求入射光线和反射光线所在直线的方程。

例6.在△ABC中, BC边上的高所在直线的方程为x-2y+1=0, 角A的平分线所在直线的方程为y=0, 如果点B的坐标为 (1, 2) , 求点A和点C的坐标。

说明:例4、例5、例6都是直线与直线关于点的对称问题。例4中, 只要在l1上取两个点, 求出这两个点关于点 (0, -1) 对称的点, 便可求出直线l的方程;例5中, 求出点A、点B关于x轴的对称点, 便可求出入射光线和反射光线所在直线的方程;例6中, 直线x-2y+1=0与直线y=0的交点为点A, 求出点B关于直线y=0的对称点B'的坐标, 则可求出直线AC的方程, 由BC边上的高线的方程及点B的坐标, 可以求出直线BC的方程, 继而可求点C的坐标。

这类例题的教学形式, 可以采用师生交流解决问题的方法, 然后由学生自主完成, 概括提炼方法。

四、拓展延伸, 渗透“探究”功能

复习课的例题设置要有弹性, 要关注不同学生的数学学习需要, 要根据不同的内容目标、学生的知识背景和数学活动经验, 给学生留下延伸、拓展的空间和时间, 从而加深学生对知识的理解、运用、延续和深化, 使之成为培养学生思维能力的有效载体, 使每一位学生都得到应有的发展。基于此, 教师要善于提出适合学生的有一定思维价值、有探索性和挑战性的问题, 并在教学中加大学生的参与度, 提高学生的探究能力。

例7.过点P (3, 0) 作直线l, 使它被两相交直线2x-y-2=0和x+y+3=0所截得的线段恰好被点P平分, 求直线l的方程。

说明:本例中, 如果直线l垂直于x轴, 可得直线l与直线2x-y-2=0和x+y+3=0所截得的线段不被点P平分, 所以直线l不垂直于x轴。如果设直线l的方程为y=k (x-3) (k≠0) , 分别求出直线l与直线2x-y-2=0和x+y+3=0的交点, 再利用所截得的线段被点P平分, 列出方程求解。此种解法运算量很大, 因此作为单元复习课, 可以引导学生探究新的解题途径, 例如, 分别设直线l与直线2x-y-2=0和x+y+3=0的交点为A (a, 2a-2) 、B (b, b+3) , 再利用点P是线段AB的中点求解。

本例的教学形式, 可以采用师生共同探讨解题思路, 然后由学生尝试解决。

第一讲数列的极限典型例题篇3

数列的极限

一、内容提要

1.数列极限的定义

limxna0,nN,nN，有xna.注1 的双重性.一方面,正数具有绝对的任意性,这样才能有

xn无限趋近于axna(nN)

另一方面,正数又具有相对的固定性,从而使不等式xna.还表明数列xn无限趋近于a的渐近过程的不同程度,进而能估算xn趋近于a的近似程度.注2 若limxn存在，则对于每一个正数，总存在一正整数N与之对应，但这种N不是n唯一的，若N满足定义中的要求，则取N1,N2,，作为定义中的新的一个N也必须满足极限定义中的要求，故若存在一个N则必存在无穷多个正整数可作为定义中的N．注3 xna(n)的几何意义是：对a的预先给定的任意邻域U(a,)，在xn中至多除去有限项，其余的无穷多项将全部进入U(a,)．注4 limxna00,nN,n0N，有xna0.02.子列的定义

在数列xn中，保持原来次序自左往右任意选取无穷多个项所得的数列称为xn的子列，记为xnk，其中nk表示xn在原数列中的项数，k表示它在子列中的项数．

k注1 对每一个k，有nkk．

注2 对任意两个正整数h,k，如果hk，则nhnk．反之，若nhnk，则hk．注3 limxna0,nkK,kK，有xna.k注4 limxnaxn的任一子列xnnk收敛于a.3.数列有界

对数列xn，若M0，使得对nN，有xnM，则称数列xn为有界数列． 4.无穷大量

对数列xn，如果G0，N,作limxn．

nnN，有xnG，则称xn为无穷大量，记 1 注1 只是一个记号，不是确切的数．当xn为无穷大量时，数列xn是发散的，即limxnn不存在．

注2 若limxn，则xn无界，反之不真．

n注3 设xn与yn为同号无穷大量，则xnyn为无穷大量．注4 设xn为无穷大量，yn有界，则xnyn为无穷大量．

注5 设xn为无穷大量，对数列yn，若0，有yn，N,使得对nN，则xnyn为无穷大量．特别的，若yna0，则xnyn为无穷大量． 5.无穷小量

若limxn0，则称xn为无穷小量．

n注1 若limxn0，yn有界，则limxnyn0．

nn注2 若limxn，则limn1xnnil若m0；

nxn0，且N,使得对nN，xn0，则lim1xnn．

6.收敛数列的性质

（1）若xn收敛，则xn必有界，反之不真．（2）若xn收敛，则极限必唯一．

（3）若limxna，limynb，且ab，则N，使得当nN时，有xnyn．

nn注

这条性质称为“保号性”，在理论分析论证中应用极普遍．

（4）若limxna，limynb，且N，使得当nN时，有xnyn，则ab．

nn注

这条性质在一些参考书中称为“保不等号（式）性”．

（5）若数列xn、yn皆收敛，则它们和、差、积、商所构成的数列xnyn，xnyn，xnyn，xnyn0）也收敛，且有 （limnynnyn，xnlim

limxnynlimnnxnynlimxnlimyn，limnnn 2

lim7.迫敛性（夹逼定理）

xnynlimxnnnlimynn（limyn0）．

n若N，使得当nN时，有ynxnzn，且limynlimzna，则limxna．

nnn8.单调有界定理

单调递增有上界数列xn必收敛，单调递减有下界数列xn必收敛． 9.Cauchy收敛准则

数列xn收敛的充要条件是：0,N,n,mN，有xnxm．

注 Cauchy收敛准则是判断数列敛散性的重要理论依据．尽管没有提供计算极限的方法，但它的长处也在于此――在论证极限问题时不需要事先知道极限值． 10.Bolzano Weierstrass定理有界数列必有收敛子列．

111.lim1e2.7182818284nnn

12.几个重要不等式

(1)ab2ab, sinx  1.sinx  x.(2)算术－几何－调和平均不等式：

 对a1,a2,,anR, 记 2 M(ai) a1a2annn 1niani1,(算术平均值)G(ai)nna1a2anai,(几何平均值)

i1

H(ai)n1a11a21an11nni11ainnai11i.(调和平均值)有均值不等式:

H(ai) G(ai) M(ai),等号当且仅当a1a2an时成立.（3）Bernoulli 不等式:

(在中学已用数学归纳法证明过)对x0, 由二项展开式(1x)1nxnnn(n1)2!x2n(n1)(n2)3!x3xn，(1x)1nx,(n1)

（４）Cauchy－Schwarz 不等式: ak,bk(k1,2,,n),有

nn

akbkakbkk1k122n2kn2kabk1k1

（５）nN，13.O.Stolz公式 1n1ln(11n)1n

二、典型例题 1．用“N”“GN”证明数列的极限．（必须掌握）例１用定义证明下列各式：（１）lim3n5n13nn622n1；

（２）设xn0，limxna，则limnnxna；（97，北大，10分）

（３）limlnnnn0(0)

证明：（１）0，欲使不等式

3n5n13nn662216n53nn6626n3nn26nn26n

成立，只须n，于是，0，取N[]1，当nN时，有

3n5n13nn62

2216n

即

limn3n5n13nn621．

（２）由limxna，xn0，知0,nN,xnaanN，有xnaa，则

xnaxnaxna

于是，0,N,nN，有

xnaxnaa，即

lim（３）已知nlnn，因为

20lnnnnxna．

lnnn22lnn12n22n12n4

2[n2]n4nn24，n2

2所以，0，欲使不等式

lnnn0lnnn4n24成立，只须n．

24

于是，0，取N1，当nN时，有



lnnn0lnnn4，n20．即

lim

lnnnn评注１本例中，我们均将xna做了适当的变形，使得xnag(n)，从而从解不等式g(n)中求出定义中的N．将xna放大时要注意两点：①g(n)应满足当n时，g(n)0．这是因为要使g(n)，g(n)必须能够任意小；②不等式g(n)容易求解．

评注２用定义证明xna(n)，对0，只要找到一个自然数N()，使得当nN()时，有xna即可．关键证明N()的存在性．

评注３在第二小题中，用到了数列极限定义的等价命题，即：（１）0,（２）0,N,N,nN，有xnaM（M为任一正常数）.nN，有xnak(kN).例２用定义证明下列各式：（１）limnnn1；（92，南开，10分）

kn（２）limnna0(a1,kN)

nn证明：（１）（方法一）由于n1（n1），可令n1（0），则

nnnn(1)n1nn2n(n1)22nn(n1)22（n2）

当n2时，n1，有

n n(n1)2242n24(nn1)

2即

0nn12nn．

0，欲使不等式n1nn12n成立，只须n42．

于是，0，取Nmax21,2，当nN时，有

n4n12n，即

limnnn1．

（方法二）因为 1nn(nn2个1n111)nnn11n2nn2n12n，所以

nn12n，0，欲使不等式

nn1nn12n成立，只须n42．

于是，0，取N21，当nN时，有

n4n12n，即

limnnn1．

（２）当k1时，由于a1，可记a1（0），则

an(1)n1nn(n1)22nn(n1)22（n2）

当n2时，n1

0nann2，于是有

nn(n1)24n2．

2

0，欲使不等式

nan0 nan4n2成立，只须n42．

对0，取Nmax21,2，当nN时，有



nan40 nan4n2．

1当k1时，ak1（a1），而

naknn1kn(a)． n1k则由以上证明知0,N,nN，有0，即

n(ak)

0naknkn，k故

limnna0．

评注１在本例中，0，要从不等式xna中解得N非常困难．根据xn的特征，利用二项式定理展开较容易．要注意，在这两个小题中，一个是变量，一个是定值．

评注２从第一小题的方法二可看出算术－几何平均不等式的妙处．评注３第二小题的证明用了从特殊到一般的证法．例用定义证明：limannn!（山东大学）0（a0）证明：当0a1时，结论显然成立．

aaaaaaa0成立，当a1时，欲使

aa1a!nn!12nanaaa1只须n．于是0，取N1，当nN时，有 a!a!aa1ann!0aaa!an

a即

lim0．

nn!n例设1，用“N”语言，证明：lim[(n1)n]0．

n证明：当0时，结论恒成立．当01时，0，欲使(n1)n0n[(11n)1]n(11n1)1n1

只须n1111．于是0，取N111，当nN时，有 1n1(n1)n0

即

lim[(n1)n]0．

n2.迫敛性（夹逼定理）

n项和问题可用夹逼定理、定积分、级数来做，通项有递增或递减趋势时考虑夹逼定理．

ynxnzn，ynb，znc{xn}有界，但不能说明xn有极限．使用夹逼定理时，要求yn,zn趋于同一个数．

an例

求证：limnn!． 0（a为常数）分析：ann!aaaaaa，因a为固定常数，必存在正整数m，使123mm1nam1mam1，因此，自开始，am11，am21，,an1，且n时，an0．

证明：对于固定的a，必存在正整数m，使am1，当nm1时，有

an0mn!a1a2a3amanam1anamm!an，由于limanm!an0，由夹逼定理得limnn!0，即

limnann!0．

评注当极限不易直接求出时，可将求极限的变量作适当的放大或缩小，使放大、缩小所得的新变量易于求极限，且二者极限值相同，直接由夹逼定理得出结果．

例若{an}是正数数列，且lima12a2nannn0，则

limnnna1an0．

证明：由n1a12a2nana12a2nann，知

nn!na1a2ana12a2nann1n

即 na1a2ana12a2nann1n．

n!于是，0nna1a2ana12a2nann，而由已知

n!lima12a2nannn0及lim1nnn!0

故

limna12a2nann1nn!0

由夹逼定理得

limnnna1an0．

评注1 极限四则运算性质普遍被应用，值得注意的是这些性质成立的条件，即参加运算各变量的极限存在，且在商的运算中，分母极限不为0．评注2 对一些基本结果能够熟练和灵活应用．例如：（1）limqnn0（q1）

（2）lim1nnan0（a0）

（3）limnna1（a0）

（4）limnnn1

（5）limann!0（a0）

（6）lim1nnn!0

例证明：若limxna（a有限或），则

nlimx1x2xnnna（a有限或）．

证明：（１）设a为有限，因为limxna，则0,nN1,有xnanN1，2.9 于是x1x2xnnax1ax2axnan

x1ax2axN1anAnnN1nxN11axnan

An2．

其中Ax1ax2axNa为非负数．

1因为limnAn0，故对上述的0,N2,nN2，有

An2．

取Nmax{N1,N2}当nN时，有

x1x2xnna22

即

limx1x2xnnna．

nN1，有xn2G，（２）设a，因为limxn，则G0,nN1,且x1x2xN0．于是 x1x2xnn

x1x2xN1nxN11xnn

xN11xnn

2G(nN1)n2G2N1nG

取N2N1，当nN时，2N1nGG，于是

x1x2xnn2GGG．

即

limx1x2xnnn

（３）a时证法与（２）类似．

评注１这一结论也称Cauchy第一定理，是一个有用的结果，应用它可计算一些极限，例如：

112n1n0（已知limn（１）lim1nnn0）；

（２）lim1233nnn1（已知limnnn1）．

评注２此结论是充分的，而非必要的，但若条件加强为“{xn}为单调数列”，则由x1x2xnnlimna可推出limxna．

n评注３证明一个变量能够任意小，将它放大后，分成有限项，然后证明它的每一项都能任意小，这种“拆分方法”是证明某些极限问题的一个常用方法，例如：

若01，limana（a为有限数），证明：

nlim(anan1an2a0)n2n分析：令xnanan1an2a0，则

2na1．

(1)xnan(an1an)(an2an1)(a0a1)2nn1a0．

2n只须证

(an1an)(an2an1)(a0a1)0（n）

由于limana，故N,nnN，有anan1．于是

2n(an1an)(an2an1)(a0a1)

an1anan2an12NanN1anNN1anNanN1a0a1nn再利用lim0（01）即得．

n例求下列各式的极限：（１）lim(n1nn122nn22nnnn2)

（２）limnn1121n

（３）limn135(2n1)2462n2n

2nn22解：（１）12nnnn1nn12nnnn212nnn12

n(n1)∵lim12，22nnnnn2nnnn(n1)12n12limlim，2nnn2n1nn12由夹逼定理，12nlim∴lim(n1nn1n22nn22nnnnn2)12

（２）1∵limnn1121nn111n

n1，由夹逼定理，∴limnn11121n1．

（３）∵1n2n352n11135(2n1)132n11，242n22n2462n242n∴2nnn135(2n1)2462n1．

∵lim12nnnn1，由夹逼定理，∴limn135(2n1)2462n2n12nn1．

评注的极限是１，用此法体现了“１”的好处，可以放前，也可放后．若极限不是１，则不能用此法，例如：

xn23(n1)35(2n1)，求limxn．

n解：∵xn0，xn单调递减，xn单调递减有下界，故其极限存在．令limxna，∵xn1xnnn2∴limxn1limxnlimnn2n3n2

12a，n2n3，a∴a0，xn0．即

limn 12 lim(1n112112n)（中科院）

评注拆项：分母是两项的积，1n(n1)1n1n1

nn1n11n11n插项：分子、分母相差一个常数时总可以插项．３单调有界必有极限常用方法：①xn1xn；②

xn1xn1

；③归纳法；④导数法．

xn1f(xn)

f(x)0

f(x)单调递增

x2xf(x2)f(x1)

x3x2 x2x1

f(x2)f(x1)

x3x2

f(x)0

f(x)单调递减

x2x1

f(x2)f(x1)

x3x2

x2x1

f(x2)f(x1)

x3x2不解决决问题．

命题：xn1f(xn)，若f(x)单调递增，且x2x1（x2x1），则xn单调递增（单调递减）．

例

求下列数列极限：

（1）设A0，x10，xn112(xnAxn（98，华中科大，10分）)；（2）设x10，xn133xn3xn；（04，武大）

（3）设x0a，x1b，xn12xn1xn22Axn12（n2,3,）．（2000,浙大）

解：（1）首先注意xn1另一方面，因为

(xn)2xnAxnA，所以xn为有下界数列．

xn1xn12(xnAxn)xn12xn(Axn)0．

1A（或

xn1xn12(1Ax2n)A221）

故xn为单调递减数列．因而limxn存在，且记为a．

n

由极限的四则运算，在xn112Aa)．并注意到xn12(xnAxn)两端同时取极限n，得a(aA0，解得a3(1xn)3xnA．

（2）注意到0xn1另一方面，由

33xn3xn3，于是xn为有界数列．

xn1xn33xn3xnxn3xn23xn33xn133xn133xn133xn122(3xn1)(3xn1)(42xn1)2

3xn1(3xn1)(2xn1)22

3xn1知xn1xnxnxn1(3xn1)(2xn1)3xn13xn1212xn10．

即xn1xn与xnxn1保持同号，因此xn为单调数列，所以limxn存在（记为a）．

n

由极限的四则运算，在xn133xn3xn两端同时取极限n，得a33a3a．并注意到0xn3，解得a（3）由于xn1xn3．

xnxn12xnxnxn12x2x1(2)n1x1x0(2)1nba(2)n, n1n1又xnm0(xm1xm)x0xn(ba)1m1(a(ba)1(m0(2)21)na,)2 14

1(1所以

limxn(ba)limnn1(21)na)2(ba)3a2ba3．

2评注１求递归数列的极限，主要利用单调有界必有极限的原理，用归纳法或已知的一些基本结果说明数列的单调、有界性．在说明递归数列单调性时，可用函数的单调性．下面给出一个重要的结论：设xn1f(xn)（n1,2,）xnI，若f(x)在区间I上单调递增，且x2x1（或x2x1），则数列xn单调递增（或单调递减）．

评注2 第三小题的方法较为典型，根据所给的xn1,xn,xn1之间的关系，得到xn1xn与xnxn1的等式，再利用错位相减的思想，将数列通项xn写成级数的表达式．

例设a1,b1为任意正数，且a1b1，设an则an，bn收敛，且极限相同．证明：由an2an1bn1an1bn12an1bn12an1bn12an1bn1an1bn1，bn，an1bn1（n2,3,）

an1bn1bn，知

bnan1bn1bn1bn1bn1．

则0bnb1，即bn为单调有界数列．

又0anbnb1，且 anan12an1bn1an1bn1an12an1bn1an1an1bn1an1bn12an1(bn1an1)an1bn10，所以an亦为单调有界数列．

由单调有界必有极限定理，liman与limbn存在，且分别记为a与b．在nnan2an1bn1an1bn1与bnan1bn1两端同时取极限n，得a2abab与bab．

考虑到a1,b1为任意正数且0a1anbnb1．即得ab0．例（1）设x12，xn121xn，求limxn；

n 15（2）设x10，x22，且3xn1xn2xn10（n2,3,），求limxn．

n解：（1）假设limxn存在且等于a，由极限的四则运算，在xn12n1xn两端同时取极限n，得a21a，即a12．

2．又xn2，故a1下面只须验证数列xna趋于零（n）．由于

xna11112a2xax1a，nxnaxna44n0xn1n1而limx1a0，由夹逼定理得limxna1nn42．

（2）由3xn1xn2xn10，知

3xn12xn3xn2xn13xn12xn23x22x16，则

xn123xn2．

65假设limxn存在且等于a，由极限的四则运算，得an．

下面只须验证数列xn6523n16．由于 趋于零（n）

5n1xnxn12622xn13553662x153n165．

2显然limn3650，由夹逼定理得limxnn65．

评注１两例题中均采用了“先求出结果后验证”的方法，当我们不能直接用单调有界必有极限定理时，可以先假设limxna，由递归方程求出a，然后设法证明数列xna趋于

n零．

评注２对数列xn，若满足xnakxn1a（n2,3,），其中0k1，则必有limxna．这一结论在验证极限存在或求解递归数列的极限时非常有用．

n评注３本例的第二小题还可用Cauchy收敛原理验证它们极限的存在性．

设a1>0，an1＝an＋

证

（1）要证lim21an，证明limnan2n＝1（04，上海交大）

an2an2n2n＝1，只要证lim2n2n1，即只要证liman1ann(2n2)2n1an1，即证lim(an1an)2

2n（2）因an1＝an＋a2n12n，故an1an1an0，an1an11a2n

a(an1an)(an1an)1a2nan1anan11a2n121a2n因此只要证limn0，即只要证limann

（3）由an1an1an0知，{an}单调增加，假如{an}有上界，则{an}1an必有极限a，由an1＝an＋

知，a＝a＋，因此0，矛盾.aa11这表明{an}单调增加、没有上界，因此liman.（证完）

n

４利用序列的Cauchy收敛准则例（1）设x1x2（0x1），xnx2xn122，求limxn；

n（2）设x1y11，xn1xn2yn，yn1xnyn，求limx2122xnyn2n；

14解：（1）由x1（0x1），得x1x2．假设xk12212，则xk．有

xk1xk212xxk12

由归纳法可得

xn于是

xnpxnx2xnp122．

2xxn1 22 17

xnp1xn1xnp1xn1212n112xnp1xn1

xp1x112n1． 0（n）

x2xn122由Cauchy收敛准则知：limxn存在并记为a，由极限的四则运算，在xnn两端同时取极限n，得a22ax0．注意到xn（2）设an12，故limxna11x．

nxnyn，显然an1.xn2ynxnyn11an由于an1xn1yn11,则

an1an11an11an1

anan11an1an114anan114n1a2a1.于是anpananpanp1anp1anp2an1an

anpanp1anp1anp2an1an

11

41np2p114aa aa2211n1n114414

14n113a2a10(n).由Cauchy收敛准则知：limxn存在并记为a.n由极限的四则运算，在an11xnyn11an2两端同时取极限n，得a2．

注意到an1，故limnlimann2．

评注1 Cauchy收敛准则之所以重要就在于它不需要借助数列以外的任何数,只须根据数列各项之间的相互关系就能判断该数列的敛散性.本例两小题都运用了Cauchy收敛准则,但细 18 节上稍有不同.其实第一小题可用第二小题的方法,只是在第一小题中数列xn有界,因此有xp1x1xp1x11.保证了定义中的N仅与有关.评注2 “对pN有limxnpxn0”这种说法与Cauchy收敛准则并不一致．这里

n要求对每个固定的p，可找到既与又与p的关的Ｎ，当nN，有xnpxn．而Cauchy收敛准则要求所找到的Ｎ只能与任意的有关．

５利用Stolz定理计算数列极限

例求下列极限

1323n3n （1）lim3n4n

lim（2）假设limana,证明：na12a2...nann2na2（00，大连理工，10）（04，上海交大）

证明：Stolz公式 lima12a2...nann2nlim(a12a2...nan(n1)an1)(a12a2...nan)(n1)n22nlim(n1)an12n111232

na21n n1nlnn（3）limn2n（4）lim

n（5）limna2n（a1）

n６关于否定命题的证明（书上一些典型例题需背）

limxna

nxn发散

例