Light-industry-up.ru

Экосистема промышленности

Неподвижная точка

26-09-2023

Отображение с тремя неподвижными точками

В математике, неподвижная точка отображения — точка, которую отображение переводит в неё же, иными словами, решение уравнения .

К примеру, отображение имеет неподвижные точки и , поскольку и .

Неподвижные точки есть не у всякого отображения — скажем, отображение вещественной прямой в себя неподвижных точек не имеет.

Точки, возвращающиеся в себя после определённого числа итераций, то есть, решения уравнения


f(f(\dots f(x)\dots))=x,

называются периодическими (в частности, неподвижные точки — это периодические точки периода 1).

Притягивающие неподвижные точки

Нахождение решения уравнения x=cos x

Неподвижная точка x=f(x) отображения f — притягивающая, если итерации любой начальной точки y, достаточно близкой к x, будут к x стремиться:


f(f(\underbrace{\dots f(y)\dots}_{n\, \text{times}}))\rightarrow x, \quad n\rightarrow\infty.

(При этом, обычно, требуют, чтобы итерации y не покидали некоторой большей окрестности точки x — то есть, чтобы точка x была асимптотически устойчива.)

В частности, достаточным условием, чтобы точка была притягивающей, является условие на производную: |f'(x)|<1.

Метод Ньютона

Одним из применений идеи притягивающей неподвижной точки является метод Ньютона: искомое решение оказывается притягивающей неподвижной точкой построенного отображения, и потому может быть найдено как предел (очень быстро сходящейся) последовательности итераций.

Наиболее известное применение этого метода нахождение квадратного корня из числа a>0 как последовательности итераций отображения


f(x)=(x+\frac{a}{x})/2.

См. также

Неподвижная точка.

© 2014–2023 light-industry-up.ru, Россия, Краснодар, ул. Листопадная 53, +7 (861) 501-67-06