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浅谈不动点原理(2)

时间:2021-04-21 20:41来源:毕业论文
3) 是定义在 上的连续函数,且满足 ,则必存在 ,使 . 证明 若 或 ,则取 或 ,从而 成立. 现设 ,令 ,则 , . 由于 是连续函数,故 也是连续函数.

    3)  是定义在 上的连续函数,且满足 ,则必存在 ,使 .

证明 若 或 ,则取 或 ,从而 成立.

现设 ,令 ,则 , .

由于 是连续函数,故 也是连续函数.则由根的存在性定理,至少有一点 ,使 ,即 .

3 不动点原理的应用

3.1 在求方程解中的应用

  由不动点的代数意义可知,欲证明 为方程 的根,只须说明 为 的不动点.

    定理1[5] 若 是 的不动点,那么 也是 的不动点.文献综述

    证明   是 的不动点,那么 ,故 ,从而命题

得证.

    例1 求方程 的解.

    解 方程即为 ,令 ,则问题可转化为确定函数 的不动点.

    由定理1可知 的不动点也是 的不动点,而 的不动点为 , .故 必含因式 , .由多项式除法,有 ,从而可得方程的解为 , , , .

3.2 在数列通项中的应用

函数不动点在求数列通项公式中有广泛的应用,在高中阶段经常会利用函数不动点求数列的通项公式,对此有下面定理:

定理2 设 ( ),数列 满足 ,则有

 .

证明 设 是函数 的不动点,得

                              (1)      

又                                            (2)      

(1)-(2)得           .

  令 ,求得函数 的不动点为 .

故              .

例2 已知正项数列 ,有 , ( ).求通项公式 .

解 设 ,则 , 且 .

  令 ,得 .则

                            .

从而数列 是以 为首项、 为公比的等比数列.故  .

由 ,得 ,即 ( 为正整数).来.自/751论|文-网www.751com.cn/

定理3[6] 设数列 满足 ,函数 ,且首项 .

1)函数 有两个相异的不动点 、 ,则数列 是一个等比数列,且

 ;

2)函数 仅有一个不动点 ,且 ,则数列 是一个等差数列,且

 .

证明 1)由函数 有两个相异的不动点 、 ,则有 ,得

 .

即 ,则 .

又因为 ,所以 ,即

 .

同理可得    

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