利用几何画板深度迭代解决数列问题
2013-09-30 14:30阅读:
已知a∈R,f(x)=ax(1-x),数列{an}的递推公式是an+1=f(an),n∈N*。求当a和a1取以下特殊值时,lim
an(n→∞),并得到其中的规律。
(1)
a=1,a1=0.1;
(2)
a=1,0<a1<1
;
(3)
a=1.6,a1=0.3;
(4)
a=2,0<a1<1;
(5)
a=3,a1=0.5;
(6)
a=4,a1=0.1;
(7)
a=0.5,a1=0.1;
(8)
a=﹣2,a1=0.1;
(9)
a=1,a1=2;
下面,我们利用几何画板探究这个问题:
1.
创建参数a=1,a1=0.1,m=100000(m为迭代次数)。
2.
新建函数f(x)=ax(1-x),计算得到f(a1)=0.09。
3.
选中参数a1、m,然后按住<Shift>键,选择“迭代→深度迭代”命令,在迭代数据框中设置a1→f(a1),即可得到数据表(1)。由此可以推测,a=1,a1=0.1时,lim
an(n→∞)=0。
4.
画任意直线AB和直线上一点C,依次选中点A、B、C,选择“测量→比”命令,得到AC/AB的比值。编辑参数a1,使其等于这个比值。
5.
拖动点C,可以发现a1的值随之而改变。观察表中的数据,可以发现:对所有的0<a1<1,lim
an(n→∞)=0。由此可以推测,a=1,0<a1<1时,lim
an(n→∞)=0。
6.
取a=1.6,a1=0.3,得到数据表(3),这时lim
an(n→∞)=0.375。
7.
取a=2,拖动点C改变a1的值。可以发现,对所有的0<a1<1,lim
an(n→∞)=0.5。
8.
改变参数,分别取(5)(6)(7)(8)组对应值,对应的极限值如下:
a=3,a1=0.5时,lim
an(n→∞)≈0.66741;
a=4,a1=0.1时,lim
an(n→∞)≈0.79635;
a=0.5,a1=0.1时,lim
an(n→∞)≈0.00000;a=﹣2,a1=0.1时,lim
an(n→∞)≈﹣0.47556
9.
取a=1,a1=2,发现lim
an(n→∞)=﹣∞。
令f(m)=m,则m=1-1/a。由此说明,如果在迭代过程中,如果an能够逐渐取到1-1/a,那么an将收敛于这个值。我们发现,(1)~(5)满足这种情况,(6)~(9)则不满足,于是我们猜想,当0≤a≤3,0<a1<1,有lim
an(n→∞)=1-1/a。