设函数f(x)=x+ln(2-x),x∈(-∞,2)

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  • 解题思路:求出函数f(x)的所有极值点,进而求出其在(-∞,2)内的最大值;(2)计算xn的表达式,并对xn进行放缩,利用夹逼定理计算其极限.

    (I)因为f(x)=x+ln(2-x),

    所以f′(x)=1−

    1

    2−x=[1−x/2−x].

    令f′(x)=[1−x/2−x]=0 可得,x=1.

    因为当x<1时,f′(x)>0,f(x)单调增加,

    当1<x<2时,f′(x)<0,f(x)单调减少,

    故f(x)在(-∞,2)内的最大值为:f(1)=1.

    (II)首先利用归纳假设法证明xn为递增序列,且0<xn<1,

    即∀n,0<xn<xn+1<1.

    当n=1时,

    因为x1=ln2∈(0,1),且f(x)≤1,其中等号仅在x=1时取到,

    所以,x2=f(x1)=x1+ln(2-x1)>x1,且x2∈(0,1),

    故 0<x1<x2<1,结论成立.

    假设n=k时,结论成立,即:0<xk<xk+1<1,

    则xk+2=f(xk+1)=xk+1+ln(2-xk+1)>xk+1

    又因为f(x)≤1,且等号仅在x=1时取到,

    故xk+2=f(xk+1)<1.

    从而,0<xk+1<xk+2<1,

    即结论对于n=k+1成立.

    综上可得,xn为递增序列,且0<xn<1.

    因为单调有界序列必有极限,故xn的极限存在,不妨设

    lim

    n→∞xn=a.

    因为xn+1=f(xn),

    令n→∞,可得:

    a=f(a),

    即:a=a+ln(2-a),

    即:ln(2-a)=0,

    即:a=1.

    lim

    n→∞xn=a.

    点评:

    本题考点: 函数的最大值和最小值;数列极限的求解.

    考点点评: 本题考查了函数最大值的求法以及数列极限的求法.对于函数f(x),为求其最大值,我们通常先求其驻点,再分析函数在每个驻点左右的单调性,进而确定其是否为极大值点、最大值点.对于数列xn+1=f(xn),为求其极限,我们通常先用数学归纳法证明数列xn为单调有界序列,从而保证其极限limn→∞xn=x存在;由递推公式xn+1=f(xn),令n→∞,可得:x=f(x),从而求数列极限的问题转化为求f(x)不动点的问题.