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.

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: \(u_n=u_{n-1}+2^n\)

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 \(\forall n\in N\left(n\ne0\right)\)

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

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

Bạn tham khảo câu trả lời của anh Lâm

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

Dạng \(u_{n+1}=\dfrac{au_n+b}{cu_n+d}\) này có 1 cách làm chung:

Đặt \(v_n=u_n+k\) với k sao cho sau khi chuyển vế rút gọn thì tử số của \(\dfrac{au_n+b}{cu_n+d}\) triệt tiêu mất số hạng tự do b là được.

Ví dụ ở bài này, ta đặt ra nháp:

\(u_n=v_n+k\Rightarrow v_{n+1}+k=\dfrac{4\left(v_n+k\right)+2}{v_n+3+k}\)

\(\Rightarrow v_{n+1}=\dfrac{4v_n+4k+2}{v_n+k+3}-k=\dfrac{4v_n+4k+2-k\left(v_n+k+3\right)}{v_n+k+3}\)

\(=\dfrac{\left(4-k\right)v_n+2-k^2+k}{v_n+k+3}\)

Cần k sao cho \(-k^2+k+2=0\Rightarrow k=-1\) (lấy số nhỏ cho gọn). Vậy là xong. Thực tế ta làm như sau:

Đặt \(u_n=v_n-1\Rightarrow v_1=u_1+1=4\)

\(v_{n+1}-1=\dfrac{4\left(v_n-1\right)+2}{v_n+2}\Rightarrow v_{n+1}=\dfrac{4v_n-2}{v_n+2}+1=\dfrac{5v_n}{v_n+2}\)

(sau đó nghịch đảo 2 vế):

\(\Rightarrow\dfrac{1}{v_{n+1}}=\dfrac{v_n+2}{5v_n}=\dfrac{2}{5}.\dfrac{1}{v_n}+\dfrac{1}{5}\)

(Đây là gần như 1 dãy bình thường rồi)

(Tiếp tục đặt \(\dfrac{1}{v_n}=x_n+k\) sao cho triệt tiêu nốt số hạng \(\dfrac{1}{5}\) bên phải đi:

\(x_{n+1}+k=\dfrac{2}{5}\left(x_n+k\right)+\dfrac{1}{5}\Rightarrow x_{n+1}=\dfrac{2}{5}.x_n+\dfrac{2k}{5}+\dfrac{1}{5}-k\)

\(\Rightarrow\dfrac{2k}{5}+\dfrac{1}{5}-k=0\Rightarrow k=\dfrac{1}{3}\))

Đặt \(\dfrac{1}{v_n}=x_n+\dfrac{1}{3}\Rightarrow x_1=\dfrac{1}{v_1}-\dfrac{1}{3}=\dfrac{1}{4}-\dfrac{1}{3}=-\dfrac{1}{12}\)

\(\Rightarrow x_{n+1}+\dfrac{1}{3}=\dfrac{2}{5}\left(x_n+\dfrac{1}{3}\right)+\dfrac{1}{5}\Leftrightarrow x_{n+1}=\dfrac{2}{5}x_n\)

Đây là công thức cấp số nhân dạng , do đó ta có: \(x_n=-\dfrac{1}{12}.\left(\dfrac{2}{5}\right)^{n-1}\)

\(\Rightarrow\dfrac{1}{v_n}=x_n+\dfrac{1}{3}=-\dfrac{1}{12}.\left(\dfrac{2}{5}\right)^{n-1}+\dfrac{1}{3}=-\dfrac{2^{n-1}}{12.5^{n-1}}+\dfrac{4.5^{n-1}}{12}=\dfrac{4.5^{n-1}-2^{n-1}}{12.5^{n-1}}\)

\(\Rightarrow v_n=\dfrac{12.5^{n-1}}{4.5^{n-1}-2^{n-1}}\)

\(\Rightarrow u_n=v_n-1=\dfrac{12.5^{n-1}}{4.5^{n-1}-2^{n-1}}-1\)

\(lim\left(u_n+4\right)=lim\left(\dfrac{12.5^{n-1}}{4.5^{n-1}-2^{n-1}}+3\right)=\dfrac{12}{4}+3=6\)

Đây là cách làm cơ bản, còn trên thực tế, khi trắc nghiệm chỉ cần đơn giản như sau:

Giả sử \(lim\left(u_n\right)=a\), hiển nhiên dãy đã cho dương nên a dương

Lấy giới hạn 2 vế giả thiết:

\(lim\left(u_{n+1}\right)=lim\left(\dfrac{4u_n+2}{u_n+3}\right)\Rightarrow a=\dfrac{4a+2}{a+3}\)

\(\Rightarrow a^2+3a=4a+2\)

\(\Rightarrow a^2-a-2=0\Rightarrow\left[{}\begin{matrix}a=-1\\a=2\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow a=2\)

\(\Rightarrow lim\left(u_n+4\right)=2+4=6\)

Nhanh hơn khoảng 1 tỉ lần :D

\(\left\{{}\begin{matrix}u_1=a;u_2=b\\u_{n+2}=\dfrac{1}{2}u_{n+1}+\dfrac{1}{2}u_n\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}u_1=a,u_2=b\\u_{n+2}+\dfrac{1}{2}u_{n+1}=u_{n+1}+\dfrac{1}{2}u_n\end{matrix}\right.\)

\(v_{n+1}=u_{n+1}+\dfrac{1}{2}u_n\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}v_2=u_2+\dfrac{1}{2}u_1=b+\dfrac{1}{2}a\\v_{n+1}=v_n\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow v_{n+1}=b+\dfrac{1}{2}a\Rightarrow u_{n+1}=b+\dfrac{1}{2}a-\dfrac{1}{2}u_n\)

\(\Leftrightarrow u_{n+1}-\left(\dfrac{1}{3}a+\dfrac{2}{3}b\right)=-\dfrac{1}{2}\left[u_n-\left(\dfrac{1}{3}a+\dfrac{2}{3}b\right)\right]\)

\(t_n=u_n-\left(\dfrac{1}{3}a+\dfrac{2}{3}b\right)\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}t_1=u_1-\dfrac{1}{3}a-\dfrac{2}{3}b=\dfrac{2}{3}\left(a-b\right)\\t_{n+1}=-\dfrac{1}{2}t_n\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow t_n=\dfrac{2}{3}\left(a-b\right)\left(-\dfrac{1}{2}\right)^{n-1}\Rightarrow u_n=t_n+\dfrac{1}{3}a+\dfrac{2}{3}b=\dfrac{2}{3}\left(a-b\right)\left(-\dfrac{1}{2}\right)^{n-1}+\dfrac{1}{3}a+\dfrac{2}{3}b\)

\(\Rightarrow limun=\lim\limits\left[\dfrac{2}{3}\left(a-b\right)\left(-\dfrac{1}{2}\right)^{n-1}+\dfrac{1}{3}a+\dfrac{2}{3}b\right]=0\)