kaoyan1basic 高等数学 第122题

教材习题

📝 题目

### 第122题 设 $\displaystyle 1

💡 答案解析

**答案**:B **解析**:由递推$x_{n}=a^{x_{n-1}}$,且$a>1$。先证单调性:$x_2=a^a>a=x_1$,假设$x_n>x_{n-1}$,则$x_{n+1}=a^{x_n}>a^{x_{n-1}}=x_n$,故单调增。再证有界:考虑方程$x=a^x$,当$1

📋 详细解题步骤

步骤 1/3
目标:证明数列单调递增
首先,由递推公式 $x_n = a^{x_{n-1}}$ 且 $a > 1$。计算 $x_2 = a^a > a = x_1$,所以 $x_2 > x_1$。假设 $x_n > x_{n-1}$,则 $x_{n+1} = a^{x_n} > a^{x_{n-1}} = x_n$,由数学归纳法知数列单调递增。
公式:$x_{n+1} = a^{x_n}$
提示:利用指数函数的单调性:当 $a>1$ 时,$a^x$ 是增函数。
步骤 2/3
目标:证明数列有上界
考虑方程 $x = a^x$。当 $1 < a \leq e^{1/e}$ 时,该方程有解,设解为 $c$,则 $c = a^c$。由于 $x_1 = a \leq c$(因为 $a \leq e^{1/e}$ 时 $a \leq c$),假设 $x_n \leq c$,则 $x_{n+1} = a^{x_n} \leq a^c = c$,由数学归纳法知 $x_n \leq c$ 对所有 $n$ 成立,故数列有上界。
公式:$x = a^x$
提示:方程 $x = a^x$ 的解存在性依赖于 $a$ 的范围,$a \leq e^{1/e}$ 时方程有解。
步骤 3/3
目标:得出结论
数列单调递增且有上界,由单调有界定理,数列收敛,即存在极限。因此选项B正确。
提示:单调有界数列必有极限。

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