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函数的二阶不动点——稳定点,高考压轴题中常考,你值得拥有!

 湖南衡阳县人 2017-10-06

昵称为”heartbeats'的读者朋友问到了函数的不动点问题.

对于函数y=f(x),方程f(x)=x的根称为函数f(x)的一阶不动点.方程f(f(x))=x的根成为函数f(x)的二阶不动点.依此类推,可以定义函数的n阶不动点.

一阶不动点就称为不动点,二阶不动点也称为稳定点.

看栗子.

1.求函数f(x)=2x-1的不动点和稳定点.

求不动点.令2x-1=1,解答x=1.所以函数f(x)的不动点是1.

求稳定点.令2(2x-1)-1=1,解得x=1.所以函数f(x)的稳定点是1.

2.求函数f(x)=-x的不动点和稳定点.

求不动点.令-x=x,解得x=0.所以函数f(x)的不动点是0.

求稳定点.令-(-x)=x,方程恒成立.所以函数f(x)的稳定点是任意实数.

3.求函数f(x)=-1/x的不动点和稳定点.

求不动点.令-1/x=x,方程无解.所以函数f(x)没有不动点.

求稳定点.令-1/(-1/x)=x,方程恒成立.所以函数f(x)的稳定点是任意不为零的实数.

咦,怎么有时不动点和稳定点一样,有时又不同呢?

为回答这个疑惑,我们讲两个小结论.

1

不动点一点是稳定点,稳定点不一定是不动点

先证明前半句话.

函数的二阶不动点——稳定点,高考压轴题中常考,你值得拥有!

再证明后半句话.举个反例即可.

比如2是函数f(x)=-x的稳定点,但不是函数f(x)=-x的不动点.(就是上面第2个函数的例子)

2

若函数f(x)单调递增,则它的不动点和稳定点等价

下面做等价条件的证明.

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3

高考题实战

2013年四川高考理科数学卷第10题.

函数的二阶不动点——稳定点,高考压轴题中常考,你值得拥有!

本题是选择压轴题,考察了函数的稳定点问题.

经过简单分析发现,函数f(x)为单增函数,所以我们可以把稳定点问题转化为不动点问题.

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