不动点
被这个函数映射到其自身的点
不动点,是一个函数术语,在数学中是指“被这个函数映射到其自身一个点”。用图像的话来说,不动点意味着点(x,f(x))在直线y = x上,或者换句话说,函数f(x)的图像与那根直线有共点。
举例
取一个浅盒和一张纸,纸恰好盖住盒内的底面。可想而知此时纸上的每个点与正在它下面的盒底上的那些点配成对。把这张纸拿起来,随机地揉成一个小球,再把小球扔进盒里。拓扑学家已经证明,不管小球是怎样揉成的,也不管它落在盒底的什么地方,在揉成小球的纸上至少有一个这样的点,它恰好处在它盒底原来联会点的正上方。
通过具体找到这个点,就能说明这个问题了。
纸被揉成球以后,看它现在投到纸盒底部的影子。纸盒底部的影子区域肯定比纸盒底要小。那么,就取【纸盒底部的在影子内的那个部分】,它肯定对应于纸团里面的某一小团部分。(因为整个底板对应于整个纸团,那么地板的一部分就肯定对应于一部分纸团)
假如去掉纸团的其他部分,那一小团部分同样可以在纸盒底面投影,而且投影肯定比刚才的大投影小,而且在它之内。(因为它是在整个纸团之内)。那么,取这一小片投影(注意这片影子肯定是连续的不会断开,因为纸没有撕裂),当它再往纸团里对应的时候,肯定对应于其中更小的一团。我们再次把多馀的纸去掉。
就是说:
整个纸盒对应于纸团
纸盒【在纸团投影内的部分】对应于纸团内的一小块
纸盒【一小块的投影的部分】对应于刚才那一小块内的更小一块
纸盒【更小块投影的部分】对应于更小块中的更更小一块
…………………………
不断地去掉纸无限次,最后纸团只剩下了一个点,它的投影就对应于纸盒的一个点。
函数
例如,定义在实数上的函数f,
则2是函数f的一个不动点,因为。
也不是每一个函数都具有不动点。例如就没有不动点。因为对于任意的实数,x永远不会等于。这个例子的情况是,这个函数的图像与那根直线是一对平行线
应用
1 利用f(x)的不动点解方程(牛顿切线法
2 利用f(x)的不动点求函数或多项式的解析式
3 利用f(x)的不动点讨论n-周期点问题
4 求解数列问题(求解一阶递归数列的通项公式)
5 求解一阶递归数列的极限
这是利用不动点开立方(牛顿切线法)的例子
开方:
公式:设,开3次方
5介于至之间()
可以取1.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,1.8,1.9,2.0都可以。例如我们取2.0.按照公式:
第一步:。即,,,输入值大于输出值,负反馈
,取2位数值,即1.7。
第二步:。
即,,,输入值小于输出值正反馈
。取3位数,比前面多取一位数。
第三步:.输入值大于输出值,负反馈
第四步:.输入值小于输出值正反馈
这种方法可以自动调节,第一步与第三步取值偏大,但是计算出来以后输出值会自动转小;第二步,第四步输入值偏小,输出值自动转大。.
当然也可以取1.1,1.2,1.3,。。。1.8,1.9中的任何一个。
不动点法
对于某些特定形式的数列递推式可用不动点法来求。
参考资料
目录
概述
举例
函数
应用
不动点法
参考资料