所以 是Cauchy列,从而 收敛.
3、不动点定理在数列中的应用
在高考试题中,数列所对应函数的不动点收敛问题,我们常可以用单调性再结合数学归纳法的方法来解决.“不动点”虽然不是中学教材的的内容虽,更不是高考大纲的要求,但在函数迭代、方程、数列、解析几何中都有重要的应用价值,甚至出现将函数、数列、不等式、方程以及解析几何等知识有机地交汇在一起的数学问题.不动点定理的存在确实使一些数学问题在无法想象中得到了解决.所以在历年的高考中经常可以看到看到“不动点”的影子.
在学生平时解题中,主要是要求用“不动点”的方法求数列的通项公式、数列的单调性、有界性及收敛性等.
3.1 求数列的通项公式
定理4[5] 已知数列 满足 ,其中 ,设 是 唯一的不动点,则数列 是一个等差数列.
证明 因为 是 唯一的不动点,所以 是方程 ,亦即 是一元二次方程 的唯一解.得 . 所以
把 代入上式,得:(1)
令 ,可得数列 是一个等差数列.
在初等数学中经常会遇到求这类问题,已知数列 的首项,数列的递推关系,求数列的通项,这类问题往往难度很大,但通过不定点定理,可以大大降低此类问题的难度.