已知f(x)在(-∞,+∞)内连续,且f[f(x)]=x,证明至少存在一点x0∈(-∞,+∞),使f(x0)=x0.

admin2022-06-04  33

问题 已知f(x)在(-∞,+∞)内连续,且f[f(x)]=x,证明至少存在一点x0∈(-∞,+∞),使f(x0)=x0

选项

答案用反证法,设在(-∞,+∞)内恒有f(x)-x>0.由于x的任意性,以f(x)代替其中的x,有f[f(x)]>f(x)>x.这与f[f(x)]=x矛盾. 同理,如果在(-∞,+∞)内恒有f(x)-x<0,亦矛盾. 因此,必有点x1,使f(x1)-x1≤0,且有点x2,使f(x2)-x2≥0.若上式可以取等号,则证毕.设上式都不取等号,即有 f(x1)-x1<0,f(x2)-x2>0 由连续函数的零点定理得,至少存在一点x0∈(-∞,+∞)使f(x0)=x0

解析
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