不动点

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不动点求数列通项原理

不动点求数列通项原理

不动点求数列通项原理,也叫做“不动点法”,是数学中一种重要的递推方法。

它可以帮助我们求出任意一个等差数列的通项公式。

不动点求数列通项原理的基本思想是:假如一个等差数列的前两项分别为a1和a2,那么它的通项公式可以写为a1+n(a2-a1),其中n是从1开始的正整数。

换句话说,不动点求数列通项原理是根据一个等差数列的前两项,以及它们之间的差值,求出它的通项公式。

接下来,我们来看一个具体的例子:假设我们要求一个等差数列的通项公式,它的前两项分别为a1=2,a2=4。

显然,它们之间的差值为a2-a1=2。

根据不动点求数列通项原理,它的通项公式可以写为a1+n(a2-a1)=2+n(2)=2+2n。

以上就是不动点求数列通项原理的基本原理,它可以帮助我们快速求出任意一个等差数列的通项公式。

此外,不动点求数列通项原理也可以应用于求解其他类型的数列,例如等比数列和等比数列。

例如,假设我们要求一个等比数列的通项公式,它的前两项分别为a1=2,a2=4。

那么它的公比为a2/a1=2,根据不动点求数列通项原理,它的通项公式可以写为a1r^(n-1)=22^(n-1)。

综上所述,不动点求数列通项原理是一种非常有用的递推方法,它可以帮助我们快速求出任意一个等差数列、等比数列及其他类型的数列的通项公式。

不动点法求解数列

不动点法求解数列

不动点法求解数列
不动点法是一种数值计算的方法,可以用来求解数列的不动点。

不动点是指一个数列中的某个数,它在数列中的位置不变,且满足该数列的递推关系式。

假设有一个数列 {a_n},满足以下递推关系式:
a_1 = f(x)
a_n+1 = f(a_n)
其中,f(x) 是一个函数。

我们需要求解该数列的不动点,即满足 a_n+1 = a_n 的数 a。

不动点法的基本思想是:从一个初始值开始,利用递推关系式反复迭代,直到达到收敛条件为止。

如果迭代到的值与上一次迭代的值非常接近,那么就认为该数值是该数列的不动点。

具体的求解过程可以按照以下步骤进行:
1. 设定一个初始值 x0。

2. 利用递推关系式,计算出下一个数值 x1 = f(x0)。

3. 判断 x0 和 x1 是否接近,如果非常接近,则认为 x1 是该数列的不动点。

4. 如果不满足收敛条件,则将 x1 作为新的初始值,重复步骤2 和步骤 3,直到满足收敛条件为止。

不动点法的优点是简单易懂,可快速求解一些数值问题。

但需要注意的是,该方法只能求解一些特定类型的问题,而且需要注意收敛性和精度的问题。

brouwer 不动点定理

brouwer 不动点定理

brouwer 不动点定理Brouwer不动点定理是数学分析中的一个重要定理,它由荷兰数学家L.E.J. Brouwer于1910年提出。

该定理在拓扑学、函数分析和经济学等领域具有广泛的应用。

它的核心思想是:对于一个连续变换的闭集,至少存在一个点在变换后不发生移动,即保持不动。

为了更好地理解Brouwer不动点定理,我们可以通过一个简单的例子来说明。

假设有一个地球仪,我们将地球仪放在桌子上,然后以任意方式移动地球仪,再将它放在桌子上,这个过程可以看作是一个连续变换。

根据Brouwer不动点定理,无论我们怎样移动地球仪,至少存在一个点在移动后保持不动,这个点就是地球仪的一个不动点。

在数学上,Brouwer不动点定理可以用更严谨的方式描述。

假设有一个从一个n维球面到自身的连续函数f(x),其中x表示球面上的点。

根据Brouwer不动点定理,存在至少一个点x0,使得f(x0) = x0,即f(x0)保持不动。

要证明Brouwer不动点定理,需要使用拓扑学中的一些基本概念和定理。

首先,我们需要了解拓扑空间和连续映射的概念。

一个拓扑空间是一个集合,其中的元素被称为点,同时还有一些子集被称为开集,这些开集满足一定的性质。

一个连续映射是指在两个拓扑空间之间的映射,它将一个空间中的点映射到另一个空间中的点,并保持拓扑结构不变。

在这个基础上,我们可以引入Brouwer不动点定理的证明。

我们假设不存在不动点,即对于任意的x,f(x) ≠ x。

然后,我们构造一个函数g(x),使得g(x) = f(x) - x。

根据我们的假设,g(x) ≠ 0。

接下来,我们考虑g(x)的零点集合Z = {x | g(x) = 0}。

由于g(x)是一个连续函数,Z是一个闭集。

根据定义,球面是一个紧致空间,因此Z也是一个紧致集合。

然后,我们需要使用反证法来推导出矛盾。

假设Z是一个非空集合,那么根据Brouwer分割定理,Z的补集是连通的。

不动点法原理

不动点法原理

不动点法原理不动点法是一种数值计算方法,用于寻找方程$f(x)=x$ 的解,其中 $f(x)$ 是一个给定的函数。

它的原理是通过迭代的方式逼近不动点,即在每一次迭代中,将上一次迭代得到的结果作为输入,通过函数计算得到新的结果,直到满足某个终止条件为止。

具体来说,假设我们要解方程 $f(x)=x$,首先选择一个初始值$x_0$,然后迭代地计算 $x_1=f(x_0), x_2=f(x_1), x_3=f(x_2),\ldots$,直到达到满足终止条件的解。

终止条件可以是两次迭代之间的解的差值小于某个给定的阈值,或者设定一个最大迭代次数。

不动点法的关键是选择一个合适的函数 $f(x)$,使得方程$f(x)=x$ 的解也是 $f(x)$ 的不动点。

这通常可以通过对原方程进行变换得到。

一般来说,选择一个合适的初始值也对迭代的结果产生影响,过大或过小的初始值都可能导致迭代发散或者无法收敛到正确的解。

举个例子来说明不动点法的应用。

假设我们要解方程 $x^2-3x+2=0$,可以将这个方程变形为 $x=g(x)$ 的形式,其中$g(x)$ 是一个适当的函数。

我们可以令 $g(x)=x^2-3x+2$,这样原方程的解也就成了 $g(x)$ 的不动点。

选择一个初始值$x_0=0$,经过迭代计算,我们可以得到 $x_1=g(x_0)=-2,x_2=g(x_1)=0, x_3=g(x_2)=0, \ldots$,当迭代到 $x_2$ 时,解已经收敛,并且满足 $g(x_2)=x_2$,因此 $x_2$ 就是原方程的一个解。

总结来说,不动点法通过迭代计算来逼近方程$f(x)=x$ 的解,关键是选择适当的函数 $f(x)$ 和初始值 $x_0$,从而找到方程的不动点作为解。

不动点法公式

不动点法公式

不动点法公式
不动点法是一种迭代算法,用于寻找函数的一个固定点。

具体而言,对于一个函数f(x),它的不动点p满足p=f(p)。

不动点法的基本思想是:从一个初始近似解x0开始,通过迭代x_{n+1}=f(x_n)的方式不断接近p。

当迭代到一定次数或者满足一定的停止准则时,输出最终的近似解。

不动点法的公式为:x_{n+1}=g(x_n),其中g(x)可以表示为
f(x)+x。

因为当x满足x=g(x)时,即x为函数g(x)的不动点,则不动点p=f(p)+p也可以表示为p=g(p)。

因此,构造一个g(x)使得g(x)的不动点和f(x)的不动点相同,就可以使用不动点法求解函数f(x)的不动点了。

例:对函数f(x)=cos(x),构造g(x)=x+sin(x),则g(x)的不动点与f(x)的不动点相同,且有x_{n+1}=x_n+sin(x_n),可以使用该公式迭代计算cos(x)的不动点。

不动点收敛定理

不动点收敛定理

不动点收敛定理引言:在数学中,不动点收敛定理是一种重要的收敛性证明方法,它在多个领域有着广泛的应用。

不动点收敛定理指出,对于某种函数或操作,如果存在一个不动点,即函数或操作的输出与输入相等的点,那么通过迭代运算,可以将输入逐步靠近不动点,从而实现收敛。

本文将介绍不动点收敛定理的基本概念、原理以及应用。

一、不动点的定义:在函数论中,给定一个函数 f(x),如果存在一个实数 a,使得 f(a) = a,那么 a 就是函数 f(x) 的不动点。

不动点可以看作是函数f(x) 的输入与输出相等的点,即满足 f(a) = a 的点。

二、不动点收敛定理:不动点收敛定理是指,如果一个函数 f(x) 在某个区间上连续且导数存在,且在该区间上 f'(x) 的绝对值小于 1,那么通过迭代运算x_{n+1} = f(x_n),其中 x_0 是初始值,可以将 x_n 逐步靠近不动点 a。

定理的证明如下:假设函数 f(x) 在区间 [a, b] 上连续且导数存在,且在该区间上f'(x) 的绝对值小于 1。

我们设 x_0 是初始值,通过迭代运算x_{n+1} = f(x_n),我们希望证明 x_n 逐步靠近不动点 a。

根据函数的导数存在性,我们可以使用拉格朗日中值定理。

根据拉格朗日中值定理,存在一个点c,使得f(c) - f(x_0) = f'(c)(x_0 - c)。

由于 f'(x) 的绝对值小于 1,所以 |f'(c)| < 1,从而我们可以得到 |f(c) - f(x_0)| < |x_0 - c|。

接下来,我们将证明在每一步迭代中,x_n 与不动点 a 的差值不断减小。

假设在第 n 步迭代后,x_n 与不动点 a 的差值为 d_n = x_n - a,那么根据迭代运算有 x_{n+1} = f(x_n)。

我们可以将x_{n+1} 和 a 分别表示为 x_{n+1} = a + d_{n+1} 和 a + d_n,其中 d_{n+1} = x_{n+1} - a。

不动点定理

不动点定理欧拉不动点定理(Euler's Fixed Point Theorem)是一个重要的数学定理,它指出,如果一个函数f(x)满足以下条件,则存在一个不动点x,使得f(x)=x:1. f(x)是一个连续函数;2. f(x)是一个单调函数;3. f(x)是一个可导函数。

欧拉不动点定理是由欧拉在1760年发现的,它是一个重要的数学定理,它可以用来解决许多数学问题,如求解微分方程、求解积分方程、求解最优化问题等。

欧拉不动点定理的证明是基于反证法的,即假设不存在不动点,则可以证明存在不动点。

首先,假设f(x)是一个连续函数,且f(x)是一个单调函数,则f(x)的值在某一区间内是有界的,即存在一个最大值M和最小值m,使得f(x)的值在[m,M]之间。

由于f(x)是一个连续函数,所以存在一个x0,使得f(x0)=m,即f(x0)是f(x)的最小值。

同样,存在一个x1,使得f(x1)=M,即f(x1)是f(x)的最大值。

由于f(x)是一个单调函数,所以f(x)在[x0,x1]之间是单调递增的,即f(x)的值在[x0,x1]之间是有界的,且f(x)的值在[x0,x1]之间是有界的。

由于f(x)是一个可导函数,所以存在一个x2,使得f(x2)=x2,即x2是f(x)的不动点。

因此,可以得出结论:如果f(x)是一个连续函数,且f(x)是一个单调函数,且f(x)是一个可导函数,则存在一个不动点x,使得f(x)=x。

这就是欧拉不动点定理。

欧拉不动点定理是一个重要的数学定理,它可以用来解决许多数学问题,如求解微分方程、求解积分方程、求解最优化问题等。

它也可以用来解决物理问题,如求解力学问题、求解热力学问题等。

欧拉不动点定理是一个重要的数学定理,它可以用来解决许多数学问题,也可以用来解决物理问题。

它的证明是基于反证法的,即假设不存在不动点,则可以证明存在不动点。

它的应用。

不动点的性质与应用

不动点的性质与应用一、不动点:对于函数()()f x x D ∈,我们把方程()f x x =的解x 称为函数()f x 的不动点,即()y f x =与y x =图像交点的横坐标.例1:求函数12)(-=x x f 的不动点. 解:有一个不动点为1例2:求函数12)(2-=x x g 的不动点. 解:有两个不动点121、- 二、稳定点:对于函数()()f x x D ∈,我们把方程[()]f f x x =的解x 称为函数()f x 的稳定点,即[()]y f f x =与y x =图像交点的横坐标.很显然,若为函数)(x f y =的不动点,则必为函数)(x f y =的稳定点.证明:因为00)(x x f =,所以000)())((x x f x f f ==,故也是函数)(x f y =的稳定点. 例3:求函数12)(-=x x f 的稳定点.解:设12)(-=x x f ,令x x =--1)12(2,解得1=x 故函数12-=x y 有一个稳定点1【提问】有没有不是不动点的稳定点呢答:当然有 例4:求函数12)(2-=x x g 的稳定点.解:令[()]g g x x =,则018801)144(21)12(2242422=+--⇒=--+-⇒=--x x x x x x x x , 因为不动点必为稳定点,所以该方程一定有两解1,2121=-=x x⇒18824+--x x x 必有因式12)12)(1(2--=+-x x x x可得0)124)(12)(1(2=-++-x x x x ⇒另外两解4514,3±-=x , 故函数12)(2-=x x g 的稳定点是1、21-、451451--+-、,其中451±-是稳定点,但不是不动点 下面四个图形,分别对应例1、2、3、4.由此可见,不动点是函数图像与直线x y =的交点的横坐标,稳定点是函数))((D x x f y ∈=图像与曲线))((D y y f x ∈=图像交点的横坐标(特别,若函数有反函数时,则稳定点是函数图像与其反函数图像交点的横坐标).由图1和图3,我们猜测命题:若函数))((D x x f y ∈=单调递增,则它的不动点与稳定点或者相同,或者都没有.证明:(1)ο1若函数))((D x x f y ∈=有不动点0x ,即00)(x x f =000)())((x x f x f f ==⇒,故也是函数)(x f y =的稳定点;ο2若函数))((D x x f y ∈=有稳定点0x ,即00))((x x f f =,假设0x 不是函数的不动点,即00)(x x f ≠①若f (x 0)>x 0,则 f (f (x 0))>f (x 0),即x 0>f (x 0)与f (x 0)>x 0矛盾,故不存在这种情况; ②若f (x 0)<x 0,则f (f (x 0))<f (x 0),即x 0<f (x 0)与f (x 0)<x 0矛盾,故不存在这种情况; 综上,f (x 0)=x 0⇒x 0是f (x )的不动点.(2)ο1若函数))((D x x f y ∈=无不动点,由(1)知若函数有稳定点,则函数必有不动点,矛盾,故函数无稳定点;ο2若函数))((D x x f y ∈=无稳定点,由(1)知若函数有不动点,则函数必有稳定点,矛盾,故函数无不动点;综上,若函数))((D x x f y ∈=单调递增,则它的不动点与稳定点或者相同,或者都没有.121例5、对于函数f (x ),我们把使得f (x )=x 成立的x 称为函数f (x )的不动点。

不动点定理

不动点定理在经济学中的应用数本1301 王敏摘要不动点定理是拓扑学中很著名的定理,从一维到多维空间都保持这一性质。

其次,在经济学特别是在博弈论中不动点定理有着广泛的应用,比如证明纳什均衡或者一般均衡的存在性。

关键词:不动点、博弈论、纳什均衡一、不动点定理定义1:设X 是一个拓扑空间。

如果X 中有两个非空的隔离子集A 和B ,使得B A X ⋃=,则称X 是一个不连通空间;否则,称X 是一个连通空间。

]1[ 引理1:设X 是一个连通空间,R X →:f 是一个连续映射,则)(f X 是R 中的一个区间。

]1[引理2:(介值定理)设R b a f →],[:是闭区间],[b a 到实数空间R 的一个连续映射,则对于)(f a 和)(f b 之间的任何一个实数r ,存在],[z b a ∈使得z z =)(f 。

]1[ 定理:(不动点定理)设]1,0[]1,0[:f →是一个连续映射,则存在]1,0[z ∈使得z =)(z f 。

]1[证明:如果0)0(f =或者1)1(f =,则定理显然成立。

下设0)0(f >,1)1(f <。

定义映射R →]1,0[:f 使得对于任何]1,0[x ∈有)()(x f x x F -=。

容易验证f 是一个连续映射,并且这时又0)0(<F 和0)1(>F 。

因此根据介值定理可得存在]1,0[z ∈,使得0)z (=F ,即z z =)(f 。

布劳威尔不动点定理说明:对于一个拓扑空间中满足一定条件的连续函数f ,存在一个点0x ,使得00)(f x x =。

这个定理表明:在高维球面上,任意映到自身的一一连续映射,必定至少有一个点是不变的,即映射:f n E E →n 是一个连续映射,其中n E 是n 维闭球体,则存在z n E ∈,使得z z =)(f 。

二、博弈论和纳什均衡 博弈论又被称为对策论,既是现代数学的一个新分支,也是运筹学的一个重要学科。

方程求根与不动点的关系(一)

方程求根与不动点的关系(一)方程求根与不动点的关系简介•方程求根与不动点是数学中两个重要的概念。

•方程求根指的是,在给定的方程中找到使得方程成立的未知数的值。

•不动点是指在某个映射中,经过该映射后得到的值与原值相等的点。

方程求根与不动点的关系1.方程的解可以看作是一个特殊的不动点。

–当方程被看作是一个映射时,解是映射中的不动点。

例如,对于方程 f(x) = x^2 - 2x - 3 = 0,解为 x = -1 和 x= 3。

将方程转化为映射 f(x) = x^2 - 2x - 3,这两个解正好是该映射的不动点。

2.不动点可以帮助求解方程。

–当已知一个映射的不动点,可以通过迭代运算来逼近不动点的值,从而求解方程。

这种方法被称为不动点迭代法。

例如,可以通过不动点迭代法求解方程 f(x) = sin(x) -x = 0,将方程转化为映射 f(x) = sin(x) - x,然后通过迭代运算来逼近不动点的值,即可求解方程。

解释说明•方程求根与不动点的关系在数学和应用领域中有着广泛的应用。

•在数值计算方法中,求解方程的数值解往往通过迭代方法来逼近不动点。

•不动点的概念也被应用于优化问题中,寻找使得某个函数取得极值的不动点。

•方程求根与不动点的关系揭示了数学中的一种内在联系,帮助人们更好地理解和应用数学知识。

总结•方程求根和不动点是密切相关的概念,在数学中有着重要的地位和应用。

•方程的解可以看作是特殊的不动点,不动点可以帮助求解方程。

•迭代方法和不动点迭代法是求解方程的常用方法之一。

•方程求根与不动点的关系揭示了数学的深刻内涵,为数学和应用科学提供了重要的理论基础。

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在数学中,布劳威尔不动点定理是拓扑学里一个非常重要的不动点定理,它可应用到有限维空间并构成了一般不动点定理的基石。

布劳威尔不动点定理得名于荷兰数学家鲁伊兹·布劳威尔(英语:L. E. J. Brouwer)。

布劳威尔不动点定理说明:对于一个拓扑空间中满足一定条件的连续函数f,存在一个点x0,使得f(x0) = x0。

布劳威尔不动点定理最简单的形
式是对一个从某个圆盘D射到它自身的函数f。

而更为广义的定理则对于所有的从某个欧几里得空间的凸紧子集射到它自身的函数都成立。

不动点定理fixed-point theorem
如果f 是n+1维实心球Bn+1={x∈R n+1|x|≤1}到自身的连续映射(n=1,2,3…),则f 存在一个不动点x∈Bn+1(即满足f(x0)=x0)。

此定理是L.E.J.布劳威尔在1911年证明的。

不动点问题实际上就是各种各样的方程(如代数方程、微分方程、积分方程等)的求解问题,在数学上非常
建立布劳威尔不动点定理是他的突出贡献.这个定理表明:在二维球
面上,任意映到自身的一一连续映射,必定至少有一个点是不变的.他把
这一定理推广到高维球面.尤其是,在n维球内映到自身的任意连续映射
至少有一个不动点.在定理证明的过程中,他引进了从一个复形到另一个
复形的映射类,以及一个映射的映射度等概念.有了这些概念,他就能第
一次处理一个流形上的向量场的奇点.
康托尔揭示了不同的n与空间Rn的一一对应关系.G.皮亚诺(Peano)则实现了把单位线段连续映入正方形.这两个发现启示了,在拓扑映射中,维数可能是不变的.1910年,布劳威尔对于任意的n证明了这个猜想——
维数的拓扑不变性.在证明过程中,布劳威尔创造了连续拓扑映射的单纯
逼近的概念,也就是一系列线性映射的逼近.他还创造了映射的拓扑度的
概念——一个取决于拓扑映射连续变换的同伦类的数.实践证明,这些概
念在解决重要的不变性问题时非常有用.例如,布劳威尔就借助它界定了n 维区域;J.W.亚历山大(Alexander)则用它证明了贝蒂数的不变性.
不动点理论已经成为非线性分析的重要组成部分,该问题的研究已经在偏微分方程、控制论、经济平衡理论及对策理论等领域获得了极为成功的应用。

本文首先整合了以往文献关于不动点定理的一些等价形式,然后在H-空间中建立了新型的不动点定理、截口定理及应用。

全文共分为三章:第一章,简要介绍本文将要用到的凸分析,拓扑空间和集值映射中相关的概念和性质。

第二章,整合了不动点定理的一些等价形式。

首先,简单介绍了Brouwer不动点定理的几个重要的推广形式,然后通过一系列证明得出不动点定理的若干等价形式:Brouwer不动点定理(?)KKM定理(?)FKKM定理(?)Ky Fan极大极小不等式(?)Browder不动点定理(?)Ky Fan 不等式Ⅰ(?)Ky Fan极大极小不等式的几何形式(?)Ky Fan截口定理(?)Fan-Browder不动点定理(?)Ky Fan不等式Ⅱ。

第三章,首先,介绍了H-空间中一些重要的概念。

其次,在H-空间中建立了新的Fan-Browder型
布劳威尔不动点定理是代数拓扑的早期成就,还是更多更一般的不动点定理的基础,在泛函分析中尤其重要。

在1904年,首先由Piers Bohl 证明n = 3 的情况(发表于《纯綷及应用数学期刊》之内)。

后来在1909年,鲁伊兹·布劳威尔(L. E. J. Brouwer)再次证明。

在1910年,雅克·阿达马提供一般情况的证明,而布劳威尔在1912年提出另一个不同的证明。

这些早期的证明皆属于非构造性的间接证明,与数学直觉主义理想矛盾。

现在已知如何构造(接近)由布劳威尔不动点定理所保证的不动点,见例
这个定理可以通过很实际的例子来理解。

比如:取两张一样大小的白纸,在上面画好垂直的坐标系以及纵横的方格。

将一张纸平铺在桌面,而另外一张随意揉成一个形状(但不能撕裂),放在第一张白纸之上,不超出第一张的边界。

那么第二张纸上一定有一点正好就在第一张纸的对应点的正上方。

一个更简单的说法是:将一张白纸平铺在桌面上,再将它揉成一团(不撕裂),放在原来白纸所在的地方,那么只要它不超出原来白纸平铺时的边界,那么白纸上一定有一点在水平方向上没有移动过。

这个断言的根据就是布劳威尔不动点定理在二维欧几里得空间(欧几里得平面)的情况,因为把纸揉皱是一个连续的变换过程。

另一个例子是大商场等地方可以看到的平面地图,上面标有“您在此处”的红点。

如果标注足够精确,那么这个点就是把实际地形射到地图的连续函数的不动点。

三维空间中的情况:如果我们用一个密封的锅子煮水,那么总有一个水分子在煮开前的某一刻和煮开后的某一刻处于同样的位置。

地球绕着它的自转轴自转。

自转轴在自转过程中的不变的,也就
是自转运动的不动点。

[1]
/b212525/d4*******.htm。

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