请问这道高数级数题第二问怎么做?

2025-05-11 02:51:44
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回答1:

(2)对∀ε∈(0,4|x2-x1|),存在正整数N=[log(2,4|x2-x1|/ε)]+1,使对所有n>N及正整数p,
有|x(n+p)-xn|
=|x(n+p)-x(n+p-1)+x(n+p-1)-x(n+p-2)+...+x(n+1)-xn|
<=|x(n+p)-x(n+p-1)|+|x(n+p-1)-x(n+p-2)|+...+|x(n+1)-xn|
<(1/2)^(n+p-2)*|x2-x1|+(1/2)^(n+p-3)*|x2-x1|+...+(1/2)^(n-1)*|x2-x1|

=[(1/2)^(n+p-2)+(1/2)^(n+p-3)+...+(1/2)^(n-1)]*|x2-x1|
=(1/2)^(n-2)*[1-(1/2)^p]*|x2-x1|
<(1/2)^(n-2)*|x2-x1|
<(1/2)^(N-2)*|x2-x1|
<(1/2)^{log(2,4|x2-x1|/ε)-2}*|x2-x1|

则根据柯西收敛准则,lim(n->∞)xn存在
不妨令lim(n->∞)xn=A,因为x(n+1)=f(xn),则A=f(A)
设F(x)=f(x)-x,因为f(x)可导,所以F(x)也可导
因为F'(x)=f'(x)-1<1/2-1=-1/2<0,所以F(x)严格单调递减
因为F(0)=f(0)-0=1>0
且F(2)=f(2)-2=f(2)-f(0)-1=f'(ξ)*(2-0)-1=2f'(ξ)-1<2*(1/2)-1=0,其中ξ∈(0,2)
根据连续单调函数的零点定理,存在唯一的k,使得F(k)=0,即k=f(k),且0因为已知A=f(A),由唯一性,可得:A=k
即0∞)xn<2