• 已知函数f(x),若f(x)=x,则称x为f(x)的“不动点”;若f(f(x))=x,则称x为f(x)的“稳定点”.记集合A={x|f(x)=x},B={x|f(f(x))=x}(1)已知A≠?,若f(x)是在R上单调递增函数,是否有A=B?若是,请证明.(2)记|M|表示集合M中元素的个数,问:(i)若函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0),若|A|=0,则|B|是否等于0?若是,请证明,(ii)若|B|=1,试问:|A|是否一定等于1?若是,请证明.试题及答案-单选题-云返教育

    • 试题详情

      已知函数f(x),若f(x)=x,则称x为f(x)的“不动点”;若f(f(x))=x,则称x为f(x)的“稳定点”.记集合A={x|f(x)=x},B={x|f(f(x))=x}
      (1)已知A≠?,若f(x)是在R上单调递增函数,是否有A=B?若是,请证明.
      (2)记|M|表示集合M中元素的个数,问:(i)若函数f(x)=ax
      2+bx+c(a≠0),若|A|=0,则|B|是否等于0?若是,请证明,(ii)若|B|=1,试问:|A|是否一定等于1?若是,请证明.

      试题解答


      见解析
      (1)证明:有A=B.先证
      任取x
      0∈A,则f(x0)=x0,f(f(x0))=f(x0)=x0
      ∴x
      0∈B,∴A?B;
      再证 任取y
      0∈B,f(f(y0))=y0
      若f(y
      0)≠y0,不妨设f(y0)>y0
      由单调递增可知:f(f(y
      0))>f(y0)>y0,与f(f(y0))=y0矛盾,
      同理f(y
      0)<y0也矛盾,所以f(y0)=y0,∴B?A,
      综上,A=B.
      (2)(i)若|A|=0,则|B|=0,下面证明:
      若a>0,由于f(x)=x无实根,则对任意实数x,f(x)>x,从而f(f(x))>f(x)>x,
      故f(f(x))=x无实根;
      同理,若a<0,对任意实数x,f(x)<x,从而f(f(x))<f(x)<x,
      故f(f(x))=x也无实根,
      所以|B|=0.
      (ii)若|B|=1,则|A|=1,下面证明:
      存在性:不妨设x
      0是B中唯一元素,则f(f(x0))=x0
      令f(x
      0)=t,f(t)=x0,那么f(f(t))=f(x0),而f(x0)=t,故f(f(t))=t,说明t也是f(f(x))的不动点,
      由于f(f(x))只有唯一的不动点,故x
      0=t,即f(t)=t,这说明t也是f(x)的不动点,从而存在性得证;
      以下证明唯一性:若f(x)还有另外一个不动点m,即f(m)=m,m≠t,
      则f(f(m))=f(m)=m,这说明f(f(x))还有另外一个稳定点m与题设矛盾.
      故唯一性得证.

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