题目内容

请认真阅读下列程序框图:
已知程序框图xi=f(xi-1)中的函数关系式为f(x)=
4x-2
x+1
,程序框图中的D为函数f(x)的定义域,把此程序框图中所输出的数xi组成一个数列{xn}.
(1)若输入x0=
49
65
,请写出数列{xn}的所有项;
(2)若输出的无穷数列{xn}是一个常数列,试求输入的初始值x0的值;
(3)若输入一个正数x0时,产生的数列{xn}满足:任意一项xn,都有xn<xn+1,试求正数x0的取值范围.
分析:(1)利用 f(x)=
4x-2
x+1
x0=
49
65
及工作原理,注意函数的定义域,直接可求得数列{xn}的只有三项;
(2)要数列发生器产生一个无穷的常数列,则有 f(x)=
4x-2
x+1
=x
,从而求出相应的初始数据x0的值;
(Ⅲ)要使对任意正整数n,均有xn<xn+1,则必须
4xn-2
xn+1
xn
,得1<xn<2,要使任意一项xn,都有xn+1>xn,须(x0-2)(x0-1)<0,解得:1<x0<2,从而得出结论.
解答:解:(1)当x0=
49
65
时,因为f(x)的定义域D=(-∞,-1)∪(-1,+∞),
x1=f(x0)=
4x0-2
x0+1
4× 
49
65
-2
49
65
x+1
=
11
19

x2=f(x1)=
4x2-2
x2+1
11
19
-2
11
19
x+1
=
1
5

x3=f(x2)=
4x2-2
x2+1
1
5
-2
1
5
x+1
=-1
∉D,
所以数列{xn}只有三项 x1=
11
19
x2=
1
5
x3=-1

(2)数列{xn}是一个常数列,则有x1=x2=…=xn=x0即  x0=f(x0)=
4x0-2
x0-1
,解得:x0=1或x0=2,
所以输入的初始值x0为1或2时输出的为常数列.
(3)由题意知 xn+1=f(xn)=
4xn-2
xn+1
xn
,因x0>0,
∴xn>0,有:
4xn-2
xn+1
xn
得4xn-2>xn(xn+1)即xn2-3xn+2<0,即(xn-2)(xn-1)<0
要使任意一项xn,都有xn+1>xn,须(x0-2)(x0-1)<0,解得:1<x0<2,
所以当正数x0在(1,2)内取值时,所输出的数列{xn}对任意正整数n满足xn<xn+1
点评:本小题主要考查数列与算法的简单结合、不等式的解法等基础知识,考查运算求解能力,考查化归与转化思想.属于中档题.
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