设递推数列 {xn} 满足:xn+1=x2n−4xn, n=1,2,⋯,如果对任意的首项 x1∈R 且 x1≠0,数列中一定存在某项 xk⩾m,则 m 的最大值为 _______.
答案 3+√212.
解析 设迭代函数 f(x)=x2−4x,则对应的不动点为 x=0,5.考虑其二阶不动点,解方程组(α>β):{α2−4α=β,β2−4β=α,⟺{α2+β2=5(α+β),α+β=3,⟺{α=3+√212,β=3−√212,
于是取 x1=β,则 xn∈{α,β},从而 m⩽α. 接下来证明 m=α 符合题意.用反证法,若数列 {xn} 中任何项都小于 α,则4−α<xk<α, k∈N∗,
于是xn+1−xn=x2n−5xn∈[−254,(4−α)2−5(4−α)),
记 t=(4−α)2−5(4−α),则 t<0,且xn+1<x1+nt,
这与数列 {xn} 有下界 4−α 矛盾,因此 m 的最大值为 α=3+√212.