递推数列求单调性

适用形式:xn+1=f(xn)。

有常见的三种方法有助于求解数列的单调性:

  1. 作差法:
    即,对原式做恒等变形,xn+1=f(xn)→xn+1−xn=f(xn)−xn,然后通过后面的式子的大小关系来证明单调性;
  2. 拉格朗日中值定理:
    还是利用上述变形 xn+1−xn=f(xn)−f(xn−1)=f′(ξn)(xn−xn−1),然后通过数学归纳法可得 xn+1−xn=f′(ξn)⋅f′(ξn−1)⋯f′(ξ2)(x2−x1)。
    • 即若 f′(x)>0,那么数列必然单调。
    • 若 f′(x)<0,那么子数列 {x2n+1},{x2n},必然单调。
  3. 蛛网图解法。该方法很多时候,可以为我们分类讨论提供指引;