数列不动点法原理,数列中的不动点原理

首页 > 实用技巧 > 作者:YD1662023-07-30 19:25:17

写这篇文章的原因是一直耿耿于怀的这个题目:

数列不动点法原理,数列中的不动点原理(1)

因为是浙江题,当时官方给出的答案是利用不动点法判断,不动点法或者特征根法求通项公式并不是全国卷考生的复习内容,当时只是觉得这部分内容有点过于花里胡哨没有太大的实际意义,正好近期有学生问到这方面的内容了,也粗略的研究了一些,发现这部分内容的价值远远大于考试内容的价值,今天做一个算是抛砖引玉的内容,后续有新的体会也会继续丰富这个知识点。

不动点是数学术语解释是被这个函数映射到自身的一个点,即对于函数f(x),若存在实数x0,使得f(x0)=x0,则称x=x0是函数的不动点,用几何解释就是函数y=f(x)与y=x交点的横坐标,若不动点与数列结合,我们都知道可用不动点法求解数列的通项公式,但是原理是什么,先看以下三道常规的数列题目:

数列不动点法原理,数列中的不动点原理(2)

注意通过待定系数法求得的A值,若用不动点法,令x=2x 1,解得x=-1,将数列an的通项公式看做函数,图像如下:

数列不动点法原理,数列中的不动点原理(3)

这里面有两点需要注意,第一是不动点和用待定系数求得的A是什么关系,因为不动点是-1,所以在原来的等式两侧都减去不动点-1,即an 1-(-1)=2an 1-(-1),即可得到等比数列的形式,也就是说不动点可以这样用吗?可以推广到其他形式的递推公式里面吗?第二不动点-1恰好是把数列当做函数的极限值,这好像也能解释为什么叫不动点了,当x变化时y值不再变化,另外若函数是一个常函数,数列是一个常数列,也满足要求,如果在数列{an}中,a1的值恰好等于不动点x0,有如下递推形式,

数列不动点法原理,数列中的不动点原理(4)

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