題目
Problem
Define a sequence {an}n=1∞ as follows. Let a1=1 and an+1=0.5an+n1 for n≥2. Which of the following statement is true?
(a) limn→∞an=1.
(b) limn→∞an=∞.
(c) limn→∞an/n=0.
(d) ∑n=1∞nan<∞.
(e) None of the above statements is true.
題目勘誤
官方原題:原題給出 a1=1,但遞迴式只對 n≥2 成立。
實際上應為:a2 未被定義,故此序列無法由原題唯一決定;不能據此推定命題者欲採用的起始索引。
本頁保留官方原題及忠實翻譯,未替換原題條件。
解答
若遞迴關係自第二項起成立,將它改寫為
an+1−21an=n1.
右邊趨近 0,而齊次部分每次只保留前一項的一半。因此不論有限的 a2 為何,遞迴序列都會趨近 0;特別地,
n→∞limnan=0.
所以 (c) 成立。另一方面,an 約為 2/n,故 nan 不會趨近零,級數 ∑nan 不可能收斂。
因此,若補充 a2 為任意有限實數,則 (c) 成立;但官方原題本身未能唯一決定此序列。