Trước hết ta chứng minh \(0< u_n\le1+\sqrt{2}\):

Ta thấy: \(0< u_1=2\le1+\sqrt{2}\)

Giả sử điều này đúng đến \(0< u_k\le1+\sqrt{2}\)

Ta có: \(u_{k+1}=\dfrac{3u_k+1}{u_k+1}>0\)

Lại có: \(u_{k+1}=\dfrac{3u_k+1}{u_k+1}=3-\dfrac{2}{u_k+1}\le3-\dfrac{2}{1+\sqrt{2}}\le3-1=2\le1+\sqrt{2}\)

\(\Rightarrow0< u_{k+1}\le1+\sqrt{2}\)

Theo nguyên lí quy nạp, ta được: \(0< u_n\le1+\sqrt{2}\)

Khi đó ta có:

\(u_{n+1}-u_n=\dfrac{3u_n+1}{u_n+1}-u_{n\text{​​}}\)

\(=\dfrac{3u_n+1-u_n^2-u_n}{u_n+1}\)

\(=\dfrac{-u_n^2+2u_n+1}{u_n+1}\)

\(=-\dfrac{\left(u_n-1-\sqrt{2}\right)\left(u_n-1+\sqrt{2}\right)}{u_n+1}\ge0\)

\(\Rightarrow u_{n+1}\ge u_n\)

\(\Rightarrow\) Dãy tăng.

Ta sẽ chứng minh \(\left(u_n\right)\) giảm, tức \(u_{n+1}< u_n\) (*) bằng phương pháp quy nạp.

Với n = 1: \(u_2-u_1=\dfrac{u_1^2+1}{4}-u_1=\dfrac{2^2+1}{4}-2=\dfrac{-3}{4}< 0\)

Giả sử (*) đúng với n = k (\(k\in N;k>1\)), tức \(u_{k+1}< u_k\)

Ta sẽ chứng minh (*) đúng với n = k + 1, tức \(u_{k+2}< u_{k+1}\)

\(u_{k+2}=\dfrac{\left(u_{k+1}\right)^2+1}{4}< \dfrac{u_k^2+1}{4}=u_{k+1}\)

Theo nguyên lí quy nạp, ta được đpcm.

Vậy \(\left(u_n\right)\) giảm.

1:

a: \(u_2=2\cdot1+3=5;u_3=2\cdot5+3=13;u_4=2\cdot13+3=29;\)

\(u_5=2\cdot29+3=61\)

b: \(u_2=u_1+2^2\)

\(u_3=u_2+2^3\)

\(u_4=u_3+2^4\)

\(u_5=u_4+2^5\)

Do đó: \(u_n=u_{n-1}+2^n\)

Bạn tham khảo câu trả lời của anh Lâm

https://hoc24.vn/cau-hoi/.334447965337

Dãy đã cho hiển nhiên là dãy dương

Ta sẽ chứng minh dãy đã cho bị chặn trên bởi 2 hay \(u_n\le2\) với mọi n

- Với \(n=1\Rightarrow u_1=\sqrt{2}< 2\) (đúng)

- Giả sử điều đó đúng với \(n=k\ge1\) hay \(u_k\le2\)

- Ta cần chứng minh với  \(n=k+1\) cũng đúng

Hay \(u_{k+1}\le2\)

Ta có: \(u_{k+1}=\sqrt{2+u_k}\le\sqrt{2+2}=2\) (đpcm)

Vậy \(u_n\le2\)

Đặt \(v_n=\dfrac{1}{2}u_n\Rightarrow0< v_n\le1\) và \(\left\{{}\begin{matrix}v_1=\dfrac{\sqrt{2}}{2}=cos\left(\dfrac{\pi}{4}\right)\\2v_{n+1}=\sqrt{2+2v_n}\end{matrix}\right.\) 

\(\Rightarrow4v_{n+1}^2=2+2v_n\Rightarrow v_n=2v_{n+1}^2-1\)

Do \(0< v_n\le1\) , đặt \(v_n=cos\left(x_n\right)\) với \(x_n\in\left(0;\pi\right)\)

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}x_1=\dfrac{\pi}{4}\\cos\left(x_n\right)=2cos^2\left(x_{n+1}\right)-1=cos\left(2x_{n+1}\right)\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow x_n=2x_{n+1}\Rightarrow x_{n+1}=\dfrac{1}{2}x_n\)

\(\Rightarrow x_n\) là CSN với công bội \(\dfrac{1}{2}\)

\(\Rightarrow x_n=\dfrac{\pi}{4}.\left(\dfrac{1}{2}\right)^{n-1}=\dfrac{\pi}{2^{n+1}}\)

\(\Rightarrow v_n=cos\left(x_n\right)=cos\left(\dfrac{\pi}{2^{n+1}}\right)\)

\(\Rightarrow u_n=2v_n=2cos\left(\dfrac{\pi}{2^{n+1}}\right)\)

Dãy \(\dfrac{\pi}{2^{n+1}}\) giảm và thuộc \(\left(0;\dfrac{\pi}{2}\right)\) nên \(cos\left(\dfrac{\pi}{2^{n+1}}\right)\) tăng

Do đó dãy số đã cho là dãy tăng.

P/s: đây là cách làm hoàn chỉnh có thứ tự (nhược điểm là rất dài). Có 1 cách khác đơn giản hơn là bằng 1 phép màu nào đó ngay từ đầu bạn đưa ra ngay dự đoán công thức tổng quát của dãy số là \(2cos\left(\dfrac{\pi}{2^{n+1}}\right)\) rồi chứng minh nó bằng quy nạp cũng được. Như vậy sẽ rất ngắn, cả bài chỉ 4-5 dòng nhưng lời giải hơi đột ngột

\(u_n:\left\{{}\begin{matrix}u_1=1\\u_{n+1}=3u_n+2n-1\left(1\right)\end{matrix}\right.\)

Đặt \(limu_n=a\Rightarrow limu_{n+1}=a\)

\(\left(1\right)\Rightarrow a=3a+2n-1\)

\(\Rightarrow a=\dfrac{1-2n}{2}\)

\(\Rightarrow limu_n=\dfrac{1-2n}{2}\)

\(\Rightarrow lim\dfrac{u_n}{3^n}=lim\dfrac{1-2n}{2.3^n}=0\)

Đặt \(v_n=u_n+n\)

Chứng minh được \(3^n>n^2\) với mọi số nguyên dương n bằng phương pháp quy nạp. Suy ra: \(\left|\dfrac{n}{3^n}\right|< \left|\dfrac{n}{n^2}\right|=\dfrac{1}{n}\). Mà \(lim\dfrac{1}{n}=0\rightarrow lim\dfrac{n}{3^n}=0\)

\(u_{n+1}=3u_n+2n-1\rightarrow v_{n+1}=3v_n\\ \rightarrow v_n=v_1.3^{n-1}=2.3^{n-1}\\ \rightarrow u_n=2.3^{n-1}-n\\ lim\dfrac{u_n}{3^n}=lim\dfrac{2.3^{n-1}-n}{3^n}=lim\left(\dfrac{2}{3}-\dfrac{n}{3^n}\right)=\dfrac{2}{3}\)

 Đặt \(v_n=u_n-\dfrac{1}{n}\)

\(u_{n+1}=\dfrac{1}{4}\left(3u_n+\dfrac{n-3}{n^2+n}\right)\rightarrow v_{n+1}=\dfrac{3}{4}v_n\\ \rightarrow v_n=v_1\left(\dfrac{3}{4}\right)^{n-1}=2\left(\dfrac{3}{4}\right)^{n-1}\\ \rightarrow u_n=2\left(\dfrac{3}{4}\right)^{n-1}+\dfrac{1}{n}\\ \rightarrow u_{2021}=\dfrac{4042.3^{2020}+4^{2020}}{4^{2020}.2021}\)

Hiện tại mới nghĩ được câu b thôi

b/ \(u_1=\dfrac{1}{2};u_2=\dfrac{1}{2-\dfrac{1}{2}}=\dfrac{2}{3};u_3=\dfrac{1}{2-\dfrac{2}{3}}=\dfrac{3}{4}...\)

Nhận thấy \(u_n=\dfrac{n}{n+1}\) , ta sẽ chứng minh bằng phương pháp quy nạp

\(n=k\Rightarrow u_k=\dfrac{k}{k+1}\)

Chứng minh cũng đúng với \(\forall n=k+1\)

\(\Rightarrow u_{k+1}=\dfrac{k+1}{k+2}\)

Ta có: \(u_{k+1}=\dfrac{1}{2-u_k}=\dfrac{1}{2-\dfrac{k}{k+1}}=\dfrac{k+1}{k+2}\)

Vậy biểu thức đúng với \(\forall n\in N\left(n\ne0\right)\)

\(\Rightarrow limu_n=lim\dfrac{n}{n+1}=lim\dfrac{1}{1+\dfrac{1}{n}}=1\)