Cho các số thực a, b (a>b) và hai dãy số $\begin{Bmatrix} u_{n} \end{Bmatrix}$ và $\begin{Bmatrix} v_{n} \end{Bmatrix}$ xác định như sau:

$\left\{\begin{matrix} u_{1}=a; v_{1}=b\\ u_{n+1}=\frac{u_{n}+v_{n}}{2}; v_{n+1}=\sqrt{u_{n}v_{n}} \end{matrix}\right.$ với mọi $n\in N^{*}$

Chứng minh rằng hai dãy trên co giới hạn hữu hạn và $\limu_{n}=\lim v_{n}$

Một số nhận xét  dẫn đến lời giải cho bài toán:

1) Dùng qui nạp và bất đẳng thức Cauchy, ta nhận được $u_n\ge v_n \forall n\in \mathbb{N},$

2) Từ 1), ta thu được $ \left\{u_n\right\} $ là dãy giảm bị chặn dưới bởi $v_1=b$ và $\left\{v_n\right\}$ là dãy tăng bị chặn trên bởi $u_1=a.$

3) Từ 2), ta thu được cả hai dãy hội tụ. Từ hệ thức truy hồi $u_{n+1}=\frac{u_n+v_n}{2}$, ta suy ra hai dãy hội tụ về cùng giới hạn.

Xét $u_{n-1}=n^2(u_{n-1}-u_{n})\Leftrightarrow u_{n}=(\frac{n^2-1}{n^2})u_{n-1}$

Vậy ${u_{n}}$ là cấp số nhân với công bội $q=\frac{n^2-1}{n^2}$

CTTQ của dãy số là $u_{n}=(\frac{n^2-1}{n^2})^{n-1}2011$

$\Rightarrow lim_{u_{n}}=lim(\frac{n^2-1}{n^2})^{n-1}.lim(2011)=0$

P/s: Cách CM 1 dãy số có giới hạn theo định nghĩa nhìn loạn lắm, nếu bạn thi HSG thì hỏi người khác, còn thi THPT QG thì không cần quan tâm chi cho mệt , mình thì biết tính chứ CM thì mù

Làm sai vì không chú ý đến "cấp số nhân"!

Dạ chỗ này: $u_n-u_n^2< \frac{1}{n}-\frac{1}{n^2}$

Tại sao em nghĩ thế? Ta sẽ xem xét điều đó với $n\ge 2, 0<u_n<\frac{1}{n}\le \frac{1}{2}.$

Hàm $ g(x)= x-x^2 $ là hàm đồng biến trên $ \left. \left(0,\frac{1}{2}\right.\right].$

(Thay vì dùng tính đồng biến, em có thể lập hiệu và phân tích thành nhân tử.)

Hình như chỗ này bị ngược dấu thì phải?

Viết thế thì ai biết chỗ nào?

Cho dãy số $(u_{n})$ xác định bởi $\left\{\begin{matrix} u_{n}>0 & & \\ u_{n}^{2}\leq u_{n}-u_{n+1},\forall n\geq 1 & & \end{matrix}\right.$

$a)$ Chứng minh: $u_{n}<\frac{1}{n}, \forall n\geq 1$

$b)$ Tính $limu_{n}$

Ý a) Chứng minh bằng phương pháp qui nạp.

Ý chính $u_{n+1}\le u_n-u_n^2< \frac{1}{n}-\frac{1}{n^2}<\frac{1}{n+1}.$