2006年全国联赛一试第15题的讨论

2006年全国联赛一试第15题:设f(x)=x2+a,记f1(x)=f(x),fn(x)=f fn-1(x),n=2,3,…,M={a∈R|对任何正整数n,|fn(0)|≤2}.证明:M=-2,41.本题讨论带参数a的函数f(x)=x2+a的迭代,讨论Mandebrot集.由于|f1(0)|=|a|≤2,即知a>-2时a M.但M的上界又如何探求得到?若将本题“证明M=-2,41”改成“求M”,又如何解答?笔者通过几何直观引发思路,得到比较自然的解法.首先,我们在曲线y=x2+a上作出点列An(n=1,2,…),使An的纵坐标恰为fn(0).从An的变化趋势来探求M.考虑y=x2+a与y=x的交点,即f(x)=x2+a的不动点.由x2+a=x,得x1=1-21-4a,x2=1+21-4a.(1)当a>14…