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.
故
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.