一类递推数列的估阶

如sinx,ln(1+x)等递推函数。

$$已知或通过talyor得到,形如\frac{1}{x_{n+1}}=\frac{1}{x_{n}}+a+bx_{n}+o(x_n)的递推关系(有时需要平方出常数项)$$$$例:x_{n+1}=\ln(1+x_n)$$$$x_{n+1}=\sin x_n$$$$x_{n+1}=x_n+\frac{1}{x_n}$$

迭代法: 第一步,给出余项估计 第二步:利用递推公式,加强估计 第三步:求和 1.利用极限性质给出$x_n$的余项估计:

$$\exists N,\forall n>N,s.t.\frac{1}{x_n+1}-\frac{1}{x_n}>\frac{a}{2}$$$$\frac{1}{x_n+1}>\frac{1}{x_1}+\frac{a}{2}(n-N+1)$$$$x_{n+1}<\frac{1}{\frac{1}{x_1}+\frac{a}{2}(n-N+1)}=O(\frac{1}{n})$$

2利用递推公式(第一项保留目的是使能求和)

$$\frac{1}{x_{n+1}}=\frac{1}{x_{n}}+a+O(\frac{1}{n})$$

3求和

$$\frac{1}{x_{n+1}}=\frac{1}{x_{1}}+an+O(\ln n)=an+O(\ln n)$$

1给出余项估计

$$x_{n+1}=\frac{1}{an+O(\ln n)}=\frac{1}{an}\cdot\frac{1}{1+O(\frac{\ln n}{n})}=\frac{1}{an}+O(\frac{\ln n}{n^2})$$

2利用递推公式

$$\frac{1}{x_{n+1}}=\frac{1}{x_{n}}+a+b(\frac{1}{an}+O(\frac{\ln n}{n^2}))+o(\frac{1}{an}+O(\frac{\ln n}{n^2}))$$$$=\frac{1}{x_{n+1}}=\frac{1}{x_{n}}+a+\frac{b}{an}+o(\frac{1}{n})$$

3求和

$$\frac{1}{x_{n+1}}=\frac{1}{x_{1}}+an+\frac{b}{a}\ln n+o(\ln n)$$

于是有

$$x_n=\frac{1}{an+\frac{b}{a}\ln n+o(\ln n)}$$$$=\frac{1}{an}\cdot\frac{1}{1+\frac{b\ln n}{a^2n}+o(\frac{\ln n}{n})}$$$$=\frac{1}{an}(1-\frac{b\ln n}{a^2n}+o(\frac{\ln n}{n}))$$

于是

$$x_n=\frac{1}{an}-\frac{b}{a^3}\frac{\ln n}{n^2}+o(\frac{\ln n}{n^2})$$
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