Шелковый путь олимпиада по математике 2003 года | Казахстанские олимпиады

Пусть 0<a<b<10 < a < b < 1 являются действительными числами и

g(x)={x+1a,если 0<x<a,ba,если x=a,xa,если a<x<b,1a,если x=b,xa,если b<x<1.g(x)= \begin{cases} x+1-a, & \text{если $0 < x < a$,}\\ b-a, & \text{если $x=a$,}\\ x-a, & \text{если $a < x < b$,}\\ 1-a, & \text{если $x=b$,}\\ x-a, & \text{если $b < x < 1$.} \end{cases}

Положим, что для некоторого натурального числа nn найдутся n+1n + 1 действительных чисел 0<x0<x1<<xn<10 < x_0 < x_1 < \ldots < x_n < 1 таких, что gn(xi)=xig^n(x_i)=x_i для 0in0 \le i \le n. Докажите, что существует натуральное число NN такое, что gN(x)=xg^N(x)=x для всех 0<x<10 < x < 1. (Обозначение: gk(x)=g(g((gk раз(x))))g^k(x) = \underbrace{g(g(\ldots(g}_{k \text{ раз}}(x))\ldots))).