令 ${{f}_{1}}\left( x \right)\text{=}\frac{2}{3}-\frac{3}{3x+1}$,对 $n\geqslant 2$,${{f}_{n}}\left( x \right)\text{=}{{f}_{1}}\left( {{f}_{n-1}}\left( x \right) \right)$ 。使得 ${{f}_{1001}}\left( x \right)\text{=}x-3$ 的 $x$ 可表示为 $\frac{m}{n}$,其中 $m\text{,}n$ 为互质正整数。求 $m+n$
【难度】
【出处】
2012年第30届美国数学邀请赛Ⅱ(AIMEⅡ)
【标注】
  • 知识点
    >
    数论初步
  • 知识点
    >
    函数
    >
    迭代函数
【答案】
008
【解析】
观察 ${{f}_{k}}\left( x \right)$ 的前若干项,得到 ${{f}_{4}}\left( x\right)\text{=}{{f}_{1}}\left( x\right)\text{=}\frac{2}{3}-\frac{3}{3x+1}\text{=}\frac{6x-7}{9x+3}$ 。因为 $1001\equiv 2\left( \bmod 3\right)\text{,}{{f}_{1001}}\left( x \right)\text{=}{{f}_{2}}\left( x\right)\text{=}\frac{3x+7}{6-9x}$ 。令 $\frac{3x+7}{6-9x}\text{=}x-3\Rightarrow x\text{=}\frac{5}{3}$ 。故所求值为 $5+3\text{=}008$
答案 解析 备注
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