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精英家教网对任何函数f(x),x∈D,可按图示构造一个数列发生器,其工作原理如下:①输入数据x0∈D,经数列发生器输出x1=f(x0);②若x1∉D,则数列发生器结束工作;若x1∈D,则将x1反馈回输入端,再输出x2=f(x1),并依此规律继续下去.现定义f(x)=
4x-2
x+1

(Ⅰ)若输入x0=
49
65
,则由数列发生器产生数列{xn},请写出数列{xn}的所有项;
(Ⅱ)若要数列发生器产生一个无穷的常数列,试求输入的初始数据x0的值;
(Ⅲ)若输入x0时,产生的无穷数列{xn}满足:对任意正整数n,均有xn<xn+1,求x0的取值范围.
分析:(Ⅰ)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;
(Ⅱ)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x<
4x-2
x+1
,得x<-1或1<x<2,要使x1<x2,则x1<-1或1<x1<2,再分别进行验证.
解答:解:(Ⅰ)因为f(x)的定义域D=(-∞,-1)∪(-1,+∞),所以数列{xn}只有三项x1=
11
19
x2=
1
5
x3=-1

(Ⅱ)因为f(x)=
4x-2
x+1
=x
,即x2-3x+2=0,所以x=1或x=2,即x0=1或x0=2时,xn+1=
4xn-2
xn+1
=xn

故当x0=1时,xn=1;当x0=2时,xn=2(n∈N*).
(Ⅲ)解不等式x<
4x-2
x+1
,得x<-1或1<x<2,要使x1<x2,则x1<-1或1<x1<2.
对于函数f(x)=
4x-2
x+1
=4-
6
x+1

若x1<-1,则x2=f(x1)>4,x3=f(x2)<x2
当1<x1<2时,x2=f(x1)>x1,且1<x2<2.依此类推可得数列{xn}的所有项均满足xn+1>xn(n∈N).
综上所述,x1∈(1,2),由x1=f(x0),得x0∈(1,2).
点评:本题是数列与算法的简单结合,应搞清算法原理,将问题等价转化,有一定的难度.
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