回答受付中

1 回答

高校数学です。よろしくお願いします。an+1a_n+1のn+1は添字です。すみません


関数f(x)=x2+2px+qf(x)=x^2+2px+q を用いて、数列an{a_n}を

a1=0a_1=0

an+1=−rf′(an)+ana_n+1=-rf'(a_n)+a_n

(n=1,2,…)(n=1,2,…)と定める。

ただしp,q,rは実数で、p≠0かつ0<r<1/20<r<1/2とする。


mをf′(x)f'(x)の最小値とする。任意のnに付いて

∣f(an+1)−m∣<∣f(an)−m∣|f(a_n+1)-m|<|f(a_n)-m|

が成り立つことを示せ。

回答する

回答(1件)

f(x)=(x+p)2+q−p2f(x)=(x+p)^2 +q-p^2のためf(x)f(x)の軸はx=−px=-p


∣f(an+1)−m∣<∣f(an)−m∣|f(a_{n+1})-m|<|f(a_{n})-m|は、f(an)f(a_{n})よりf(an+1)f(a_{n+1})の方がmmに近い、

ana_{n}よりan+1a_{n+1}の方が軸である−p-pに近い、と言い換えることができる。

そのため∣an+1−(−p)∣<∣an−(−p)∣|a_{n+1}-(-p)|<|a_{n}-(-p)|が示せればよい。


f′(x)=2x+2pf'(x)=2x+2p、an+1=−rf′(an)+ana_{n+1}=-rf'(a_{n})+a_{n}のため

an+1=−r(2an+2p)+ana_{n+1}=-r(2a_{n}+2p)+a_{n}となり、両辺にppを足し絶対値をとると

∣an+1+p∣=∣−2r(an+p)+(an+p)∣=∣(an+p)(1−2r)∣|a_{n+1}+p|=|-2r(a_{n}+p)+(a_{n}+p)|=|(a_{n}+p)(1-2r)|

0<r<1/20<r<1/2 より 

0<1−2r<10<1-2r<1 となるが∣an+p∣=0|a_{n}+p|=0の時

∣(an+p)∣(1−2r)=∣an+p∣|(a_{n}+p)|(1-2r)=|a_{n}+p|となってしまうため∣an+p∣≠0|a_{n}+p|≠0を示す。

(1−2r1-2rは正とわかったので絶対値の外に出しました。)

∣an+1+p∣=∣(an+p)∣(1−2r)|a_{n+1}+p|=|(a_{n}+p)|(1-2r)より

∣(an+p)∣=(1−2r)n−1∣(a1+p)∣=∣p∣(1−2r)n−1|(a_{n}+p)|=(1-2r)^{n-1}|(a_{1}+p)|=|p|(1-2r)^{n-1}より

p≠0p≠0の時∣an+p∣≠0|a_{n}+p|≠0であるから

∣(an+p)∣(1−2r)<∣an+p∣|(a_{n}+p)|(1-2r)<|a_{n}+p| 

よって∣an+1+p∣<∣an+p∣|a_{n+1}+p|<|a_{n}+p|が言えたため題意は示された。



説明が下手でわかりにくいかったらすみません。

返信(0件)
回答する

関連する質問

もっとみる