(2016年)已知函数f(x)可导,且f(0)=1,设数列{xn}满足xn+1=f(xn)(n=1,2,…),证明: (I)级数绝对收敛; (Ⅱ)存在,且

admin2018-03-11  40

问题 (2016年)已知函数f(x)可导,且f(0)=1,设数列{xn}满足xn+1=f(xn)(n=1,2,…),证明:
    (I)级数绝对收敛;
    (Ⅱ)存在,且

选项

答案证明:(I)由Lagrange中值定理可得 |xn+1一xn|=|f(xn)一f(xn-1)|=|f′(ξn)||xn一xn-1|, 其中ξn在xn与xn-1之间。 由于[*]所以[*]同理可得[*] 注意到级数[*]收敛,所以[*]绝对收敛。 (Ⅱ)由于[*]收敛,所以其部分和数列[*]的极限存在,即[*]存在,从而[*]存在。 设[*]则在等式xn+1=f(xn)两边取极限可得a=f(a)。 令g(z)=f(x)一x,则 g(0)=1>0,g(2)=f(2)一2<f(0)+[*](2—0)一2=0, 上式中f(2)一f(0)=f′(ξ)(2—0)是由Lagrange中值定理得到的。 由零点定理可知,g(x)在(0,2)上至少存在一个零点。又g′(x)=f′(x)一1<0,即g(x)单调递减,所以g(x)的零点唯一。故[*]

解析
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