题目内容

(21)已知点的序列An(xn,0),n∈N,其中x1=0,x2=a(a>0),A3是线段A1A2的中点,A4是线段A2A3的中点,…,An是线段A n-2A n-1的中点,….

 

(Ⅰ)写出xn与x n-1、x n-2之间的关系式(n≥3);

 

(Ⅱ)设an=x n+1-xn,计算a1,a2,a3,由此推测数列{an}的通项公式,并加以证明;

 

(Ⅲ)求xn.

(21)本题主要考查直线与椭圆等基础知识,考查综合运用数学知识和方法分析解决问题的能力.

(Ⅰ)解:当n≥3时,xn=.

(Ⅱ)解:a1=x2-x1=a,

 

a2=x3-x2=-x2=-(x2-x1)=-a,

 

a3=x4-x3=-x3=-(x3-x2)=-(-a)=(a)

 

由此推测an=(-)n-1a(n∈N).

证法一:

因为a1=a>0,且an=xn+1-xn=-xn==-(xn-xn-1)=-an-1

(n≥2),

 

所以an=(-)n-1(a)

 

证法二:

用数学归纳法证明:

(i)当n=1时,a1=x2-x1=a=()0a,公式成立.

(ii)假设当n=k时,公式成立,即ak=()k-1a成立.

那么当n=k+1时,

 

ak+1=xk+2-xk+1=-xk+1=-(xk+1-xk)=-ak=-(-)k-1a

 

=(-)(k+1)-1a,公式仍成立.

 

根据(i)与(ii)可知,对任意n∈N,公式an=(-)n-1a成立.

(Ⅲ)解:当n≥3时,有

xn=(xn-xn-1)+(xn-1-xn-2)+…+(x2-x1)+x1=an-1+an-2+…+a1,

 

由(Ⅱ)知{an}是公比为-的等比数列,

 

所以xn=(a).


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