对于函数 $f(x)$,若 $f(x_0)=x_0$,则称 $x_0$ 为 $f(x)$ 的“不动点”;若 $f(f(x_0))=x_0$,则称 $x_0$ 为 $f(x)$ 的“稳定点”.函数 $f(x)$ 的“不动点”和“稳定点”的集合分别记为 $A$ 和 $B$,即 $A=\{x\mid f(x)=x\}$,$B=\{x\mid f(f(x))=x\}$.
【难度】
【出处】
无
【标注】
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设函数 $f(x)=3x+4$,求集合 $A$ 和 $B$;标注答案$A=\{-2\}$,$B=\{-2\}$解析因为$$f[f(x)]=3(3x+4)+4=9x+16,$$所以令$$f[f(x)]=9x+16=x,$$得 $B=\{-2\}$.
令$$f(x)=3x+4=x,$$得 $A=\{-2\}$. -
求证:$A\subseteq B$;标注答案略解析若 $\alpha\in A$,则 $\alpha$ 是方程 $f(x)=x$ 的根,即$$f(\alpha)=\alpha,$$于是$$f[f(\alpha)]=f(\alpha)=\alpha,$$所以 $\alpha$ 是方程 $f[f(x)]=x$ 的根,于是 $\alpha\in B$,因此 $A\subseteq B$.
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设函数 $f(x)=ax^2+bx+c$($a\ne 0$),且 $A=\varnothing$,求证:$B=\varnothing$.标注答案略解析若 $A=\varnothing$,则 $f(x)=x$ 没有实数根,于是$$f(x)>x$$恒成立,或$$f(x)<x$$恒成立.
若$$f(f(x))>f(x)>x$$恒成立,则方程$$f(f(x))=x$$无解;
若 $ f(f(x))<f(x)<x $ 恒成立,则方程$$f(f(x))=x$$无解.
因此方程 $f(f(x))=x$ 无解,即 $B=\varnothing$.
题目
问题1
答案1
解析1
备注1
问题2
答案2
解析2
备注2
问题3
答案3
解析3
备注3