第1章 · 第1-6-6题

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📝 题目

6.设数列 $\left\{x_{n}\right\}$ 满足:$x_{1} \in(0, \pi), x_{n+1}=\sin x_{n}\left(n \in \mathbf{N}_{+}\right)$.证明 $\displaystyle{\lim} _{n \rightarrow \infty} x_{n}$ 存在,并求此极限.

💡 答案与解析

[AI解答]

[AI解答]

**第一步:证明极限存在** 已知 $x_1 \in (0, \pi)$,且递推公式为 $$ x_{n+1} = \sin x_n. $$ 对于任意 $x \in (0, \pi)$,有 $\sin x < x$,且 $\sin x > 0$。因此数列 $\{x_n\}$ 严格单调递减且有下界 $0$。由单调有界准则,极限 $$ \lim_{n \to \infty} x_n $$ 存在,记该极限为 $a$,且 $a \ge 0$。

**第二步:求极限值** 对递推关系两边取极限,得到 $$ a = \sin a. $$ 在实数范围内,方程 $a = \sin a$ 的解只有 $a = 0$(因为当 $a > 0$ 时,$\sin a < a$)。 因此 $$ \lim_{n \to \infty} x_n = 0. $$

**结论** $$ \boxed{0} $$

难度:★★☆☆☆