题目
注 类似地,设数列(x_{n)}满足:x_(1)>0,x_(n)e^x_(n+1)=e^x_(n)-1(n=1,2,...).证明(x_{n)}收敛,并求极限lim_(ntoinfty)x_(n).(0)
注 类似地,
设数列${x_{n}}$满足:$x_{1}>0,x_{n}e^{x_{n+1}}=e^{x_{n}}-1(n=1,2,\cdots)$.证明${x_{n}}$收敛,并求极限$\lim_{n\to\infty}x_{n}$.
(0)
题目解答
答案
由递推关系 $x_n e^{x_{n+1}} = e^{x_n} - 1$,可得
\[
e^{x_{n+1}} = \frac{e^{x_n} - 1}{x_n}.
\]
取对数得
\[
x_{n+1} = \ln \left( \frac{e^{x_n} - 1}{x_n} \right).
\]
令 $f(x) = \frac{e^x - 1}{x}$,则 $f'(x) = \frac{(x-1)e^x + 1}{x^2}$。
对于 $x > 0$,$f'(x) > 0$,故 $f(x)$ 单调递增,从而 $x_{n+1} < x_n$,数列单调递减。
又 $x_1 > 0$,且 $e^{x_{n+1}} > 0$,故 $x_{n+1} > 0$,数列有下界0。
由单调有界数列收敛定理,设极限为 $a$,则
\[
a e^a = e^a - 1 \implies e^a(1-a) = 1.
\]
解得 $a = 0$(唯一解),故极限为 $\boxed{0}$。