1、高考数学试题研究不动点:已知函数 , ,若存在 ,使得 ,则称 0x为函)(xfyIIx00)(xf数 的不动点。)(xfy不动点实际上是方程组 的解 的横坐标,或两者图象的交点的横坐标xyf)(),0y当然,这个方程组根据函数 的不同,可能有多解。)(f例如 1: 的解只有一个 ,故函数 有一个不动点xy121, 12xy10x例如 2: 的解为 , ,故函数 有两个不动点2)2,(,(2,2稳定点:已知函数 , ,若存在 ,使得 ,则称 0x为xfyIIx0 0)(xf函数 的稳定点。)(xfy很显然,若 0为函数 的不动点,则 0x必为函数 的稳定点。)(xfy )(xfy证明是非常简单
2、的!因为 ,所以 ,00)(f即 ,故 0x也是函数 的稳定点。0)(xf)xfy反之,有没有不是不动点的稳定点呢?答案是肯定的!例如 3:设 ,令 ,解得12)(f 1)(1x故函数 有一个稳定点xy0x例如 4: ,令 ,因为不动点必为稳定点,所以该方程一)(2f x)(2定有两解 ,由此因式分解,可得1,x 0)124)(1( x还有另外两解 ,故函数 的稳定点有 ,452xy,45其中 是稳定点,但不是不动点。1请看下面四个图形,分别对应例 1、2、3、4.xyy2x图-1xyy12x图-2xyxy12x图-3xyy1221y图-4由此,清晰可见,不动点是函数图象与直线 的交点的横坐标
3、,而稳定点是函数图象xy与它的反函数(可以是多值的)的图象的交点的横坐标.根据例 1 和例 3,我们可以给出命题:若函数 单调递增,则它的不动点与稳定点是完全等价的。)(xfy证明:若函数 有不动点 ,显然它也有稳定点 ;0x0x若函数 有稳定点 ,即 ,设 ,则)(xfy 0)(f)(yf0)(xf即 和 都在函数 的图象上,,(0,0xy假设 ,因为 是增函数,则 ,即 ,与假设矛盾;yx)(f)(00yff0x假设 ,因为 是增函数,则 ,即 ,与假设矛盾;0x)x故 ,即 , 有不动点 .yx0)(f)(fy0【2013 年 四川卷 (文科)第 10 题】 1.设函数 ( , 为自然对
4、数的底数). 若存在 使axef)(Re 1,0b成立,则 的取值范围是( )bfA. B. C. D.,1e1,1,1,0解析: ,根据复合函数的单调性,可以判断该函数为增函数axf)(又因为存在 使 ,即有稳定点 ,,0bf)(b所以它必有不动点 ,使得bf即 在 有解, exfx)( 10整理可得, ,在 有解2ax令 ,g, , 在 单调递增1)(x )(g1,0x, , ,故选择 A.0e,【2013 年 四川卷 (理科)第 10 题】 设函数 ( , 为自然对数的底数). 若曲线 上存在点axf)(Re xysin使 成立,则 的取值范围是( ),0yx0yA. B. C. D. 1e1,e1,1,1e解析: ,根据复合函数的单调性,可以判断该函数为增函数axf)(又因为存在 使 ,即有稳定点 ,,0y0)(yf0y所以它必有不动点 ,使得f即 在 有解,显然 是无解的.xexfx)( 1,),1x整理可得, ,在 有解2a令 ,g,0 , 在 单调递增1)(x )(g,0, , ,故选择 A.0e,