要看a+b的绝对值,绝对值小于1,一定收敛迭代函数在高中数学中的应用论文。简单讲一下道理。
首先,f(x)=x是有根的,画y=x和y=(a+b)cos(x),一定有交点,举x=0和x=正负pi/2,就能由连续性证明。设这个在-pi/2到pi/2的唯一满足f(x)=x的根为p(不动点)。如果a+b绝对值小于1,反复迭代f(x),就最终会收敛到p的。
证明方法也很简单,拉格朗日中值定理,因为f(p)=p。
|f(x)-f(p)|=|f'(0到p之间的某个q)*(x-p)|=|(a+b)sin(q)*(x-p)|<=|a+b||x-p|,因为|a+b|<1,所以每次迭代,x离p的距离就会等比缩小,所以一定会收敛的。
a+b绝对值大于1,我不敢保证收敛。比如a+b=pi/2,我们如果取0,则就会0,pi/2,0,pi/2这么的重复下去,不会收敛。完整证明我给不出来,只能说“可能不收敛”了。当然,无论a+b是多少,f(x)=x仍然有根p,如果你初值就取了这个不动点p,那还是会收敛的,所以问题就复杂很多了。
一个基础解法,就是讨论不动点p处的导数-(a+b)sin(p)的绝对值,如果绝对值大于1,就不会收敛到p,因为任何扰动,迭代后都会更加地远离p。这个方法,可能要借助计算机了。