已知数列 {xn} 满足 x1=2,xn+1=√2xn−1(n∈N∗.给出下列两个命题: 命题 p:对任意 n∈N∗,都有 1<xn+1<xn; 命题 q:存在 r∈(0,1),使得对任意 n∈N∗,都有 xn⩽rn−1+1. 则( )
A.p 真,q 真
B.p 真,q 假
C.p 假,q 真
D.p 假,q 假
答案 B.
解析 设迭代函数 f(x)=√2x−1,则不动点为 x=1,且 f(x) 单调递增,于是由 1<x2<x1 可得 f(1)<f(x2)<f(x1) 即 1<x3<x2,依次类推,可得命题 p 成立; 对于命题 q,利用不动点改造递推公式,有xn+1−1=√2xn−1−1⟺xn+1−1=2(xn−1)√2xn−1+1,于是xn+1−1xn−1=2√2xn−1+1,而 xn∈(1,2],因此 2√2xn−1+1∈[√3−1,1),且当 n→+∞ 时,2√2xn−1+1→1.不妨设当 n⩾N 时,对给定的 ε>0,有2√2xn−1+1>1−ε,那么可知当 n=N+m 时,有xn−1⩾(1−ε)m(xN−1),取 ε=1−r2,则 1−ε=1+r2>r,因此xn−1=(1+r2)m(xN−1),而根据命题 q,有 xn−1⩽rN+m,取m=[log1+r2rrNxN−1]+1,则有(1+r2)m(xN−1)>rN+m,矛盾,因此命题 q 错误.