1、高考数学试题研究
不动点:已知函数,,若存在,使得,则称为函数的不动点。
不动点实际上是方程组的解的横坐标,或两者图象的交点的横坐标
当然,这个方程组根据函数的不同,可能有多解。
例如1:的解只有一个,故函数有一个不动点
例如2:的解为,,故函数有两个不动点
稳定点:已知函数,,若存在,使得,则称为函数的稳定点。
很显然,若为函数的不动点,则必为函数的稳定点。
证明是非常简单的!因为,所以,
即,故也是函数的稳定点。
反之,有没有不是不动点的稳定点呢?答案是肯定的!
例如3:设,令,解得
故函数有一个稳定点
例如4:,令,因为不动点必为稳定点,所以该方程一定有两解,由
2、此因式分解,可得
还有另外两解,故函数的稳定点有,
其中是稳定点,但不是不动点。
请看下面四个图形,分别对应例1、2、3、4.
图-1
图-2
图-3
图-4
由此,清晰可见,不动点是函数图象与直线的交点的横坐标,而稳定点是函数图象与它的反函数(可以是多值的)的图象的交点的横坐标.
根据例1和例3,我们可以给出命题:
若函数单调递增,则它的不动点与稳定点是完全等价的。
证明:若函数有不动点,显然它也有稳定点;
若函数有稳定点,即,设,则
即和都在
3、函数的图象上,
假设,因为是增函数,则,即,与假设矛盾;
假设,因为是增函数,则,即,与假设矛盾;
故,即,有不动点.
【2013年• 四川卷 (文科)第10题】
1.设函数(,为自然对数的底数). 若存在使成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
解析: ,根据复合函数的单调性,可以判断该函数为增函数
又因为存在使,即有稳定点,
所以它必有不动点,使得
即在有解,
整理可得,,在有解
令,
∵,∴在单调递增
,,,故选择A.
【2013年• 四川卷 (理科)第10题】
设函数(,为自然对数的底数). 若曲线上存在点使成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
解析: ,根据复合函数的单调性,可以判断该函数为增函数
又因为存在使,即有稳定点,
所以它必有不动点,使得
即在有解,显然是无解的.
整理可得,,在有解
令,
∵,∴在单调递增
,,,故选择A.