压缩映射

原理

数列 {xn} 满足:m≤xn≤M,xn+1=f(xn),当 x∈[m,M],∣f′(x)∣<k<1,若 a 是方程 x=f(x) 在区间 [m,M] 内的一个根,则 limn→∞xn=a。

利用压缩映射求极限就是先斩后奏:先把极限值求出来,再证明它是极限值。

步骤 :

  1. 极限方程 x=f(x) 的根 a (注意 x=f(x) 的根可能有多个,需要判断哪个才是数列的极限);
  2. 证明 ∣f′(x)∣<k<1 得到 ∣xn+1−a∣=∣f(xn)−f(a)∣=∣f′(ξn)(xn−a)∣<k∣xn−a∣,进而得到 xn→a;
注意
  1. 在 [m,M] 上,∣f′(x)∣<k<1 可换成对于任意 x,y∈[m,M],都有 ∣f(x)−f(y)∣<k∣x−y∣;
  2. 在 [m,M] 上,∣f′(x)∣<k<1 不可换成在 [m,M] 上,∣f′(x)∣<1. 也不可换成 ∣f′(x)∣<k(x)<1;