题目内容
已知a,b为两个正数,且a>b,设
,当n≥2,n∈N*时,
。
(1)求证:数列{an}是递减数列,数列{bn}是递增数列;
(2)求证:an+1-bn+1<
;
(3)是否存在常数C>0,使得对任意n∈N*,有|an-bn|>C,若存在,求出C的取值范围;若不存在,试说明理由。
解:(1)证明:易知对任意n∈N*,an>0,bn>0
由a≠b,可知
,即a1>b1
同理,
,即a2>b2
可知对任意n∈N*,an>bn

所以数列{an}是递减数列

所以数列{bn}是递增数列。
(2)证明:
。
(3)由
可得
若存在常数C>0,使得对任意n∈N*,有|an-bn|>C,
则对任意n∈N*,
即
对任意n∈N*成立,
即
对任意n∈N*成立,
设[x]表示不超过x的最大整数,
则有
即当
时,
与
对任意n∈N*成立矛盾
所以,不存在常数C>0,使得对任意n∈N*,有|an-bn|>C。
由a≠b,可知
同理,
可知对任意n∈N*,an>bn
所以数列{an}是递减数列
所以数列{bn}是递增数列。
(2)证明:
(3)由
可得
若存在常数C>0,使得对任意n∈N*,有|an-bn|>C,
则对任意n∈N*,
即
即
设[x]表示不超过x的最大整数,
则有
即当
与
所以,不存在常数C>0,使得对任意n∈N*,有|an-bn|>C。
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