问题
问答题
设f(x),g(x)为有界闭区间[a,b]上的连续函数,且有数列
使g(xn)=f(xn+1),n=1,2,….证明:
(Ⅰ)数列f(xn),g(xn)都是单调递增的;
(Ⅱ)至少存在一点x0∈[a,b],使得f(x0)=g(x0).
答案
参考答案:[证] (Ⅰ)假设f(x1)≤g(x1),则可推出,对任何自然数n,都有f(xn)≤g(xn).否则就存在某个正整数n0。,使得f(xn0)>g(xn0),于是由f(x),g(x)的连续性和介值定理可知,在x1和xn0之间至少存在一点x0∈[a,b],使f(x0)-g(x0)=0,即f(x0)-g(x0).从而命题成立.
考虑数列{f(xn)),因为对所有自然数n,都有
f(xn+1)=g(xn)≥f(xn),
所以数列{f(xn))是单调增加的,同理数列{g(xn))也是单调增加的.
(Ⅱ)因为有界闭区间上的连续函数是有界的,所以数列{f(xn)),{g(xn))均有上界,从而它们的极限都存在,并且
即数列{f(xn)},{g(xn))的极限都等于A
最后取数列{xn}的一个收敛子列{xnk}(在有界闭区间内这样的子列必然存在),并设
=x0∈[a,b],于是由f(x),g(x)的连续性,有