漸化式より
xn+2xn+1(xn+2−xn+1)=xn+1xn(xn+1−xn)=⋯=x2x1(x2−x1)=314k(314−k)
特に xn+1−xn=xn+1xn314k(314−k)>0 より xn<xn+1 である.上式を n=1 から n=mk まで足し上げると,
314kmk(314−k)=n=1∑mkxn+2xn+1(xn+2−xn+1)=31n=1∑mk(xn+23−xn+13−(xn+2−xn+1)3)=31(xmk+23−x23)−31n=1∑mk(xn+2−xn+1)3
ここで 0<xn<xn+1<xn+2 より
xn+1−xnxn+2−xn+1=xn+2xn<1∴xn+2−xn+1<xn+1−xn<⋯<x3−x2
であり,x2<x3 より
x3−x2=x3x1(x2−x1)<x2x1(x2−x1)=314k(314−k)
であるので,
0<n=1∑mk(xn+2−xn+1)3<n=1∑mk(x3−x2)3=mk(x3−x2)3<kmk⋅3143(314−k)3⋅k2→0(k→+0)
従って k→+0limn=1∑mk(xn+2−xn+1)3=0 を得る.また,mk の定義から xmk≤2024<xmk+1<xmk+2 となるので,
0<xmk+2−2024≤xmk+2−xmk=(xmk+2−xmk+1)+(xmk+1−xmk)<314k(314−k)+314k(314−k)→0(k→+0)
従って xmk+2→2024 (k→+0) となる.以上より,
k→+0limkmk=k→+0lim314(314−k)1{31(xmk+23−x23)−31n=1∑mk(xn+2−xn+1)3}=314(314−0)1{31(20243−x23)−31⋅0}=3⋅314220243−3143=24649688375890