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과학

고정점 (수학)

고정점 (수학)과학
영문명
Fixed point
정의 조건
f(x)=x
그래프 해석
y=f(x)와 y=x의 교점
구별 대상
f(x)=0인 영점
함수의 고정점은 함수를 적용해도 값이 바뀌지 않는 정의역의 원소다. 함수 f에서 x가 고정점이라는 조건은 f(x)=x로 나타낸다.

입력과 출력의 일치

함수에 넣은 값과 그 결과가 같으면 그 값이 고정점이다. 실수 함수 f(x)=2x−3에서는 2x−3=x를 풀어 x=3을 얻는다. 실제로 f(3)=3이므로 3은 고정점이다.

영점과의 차이

영점은 출력이 0인 입력을 뜻한다. 앞의 함수 f(x)=2x−3의 영점은 3/2이지만 고정점은 3이다. 고정점을 구할 때에는 f(x)=0이 아니라 f(x)−x=0을 풀어야 한다.

존재와 개수

모든 함수가 고정점을 갖는 것은 아니다. 실수 전체에서 f(x)=x+2는 고정점이 없고 항등함수 f(x)=x는 모든 실수가 고정점이다. 정의역을 어떻게 정하는가도 조건에 포함된다.

반복 적용과 수렴

고정점에서 시작해 같은 함수를 반복 적용하면 값이 그대로 유지된다. 그러나 다른 곳에서 시작한 값들이 그 고정점으로 다가간다는 뜻은 아니다. f(x)=2x에서는 0이 고정점이지만 1에서 시작하면 2, 4, 8로 커진다.

관련 문서

함수 / 항등함수 / 정의역 / 방정식 / 교점 / 수열 / 일차 함수