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1、2.4.1求函數零點近似解的一種計算方法——二分法 學案
【預習要點及要求】
1.理解變號零點的概念。
2.用二分法求函數零點的步驟及原理。
3.了解二分法的產生過程,掌握二分法求方程近似解的過程和方法。
4.根據具體函數的圖象,能夠借助計算器用二分法求相應方程的近似解。
【知識再現】
1.函數零點的概念
2.函數零點的性質
【概念探究】
閱讀課本72頁完成下列問題。
1.一個函數,在區(qū)間上至少有一個零點的條件是 異號,即 <0,即存在一點使 ,這樣的零點常稱作 。有時曲線通過零點時不變號,這樣的零點稱作 。
2.能否說出變號零點與不變號零點的區(qū)
2、別與聯系?
閱讀課本73頁完成下列問題。
3.求函數變號零點的近似值的一種計算方法是 ,其定義是:已知函數定義在區(qū)間D上,求它在D上的一個變號零點的近似值,使它與零點的誤差 ,即使得 。
4.用二分法求函數零點的一般步驟是什么?
5.二分法求函數的零點的近似值適合于怎樣的零點?
【例題解析】
例1:求近似值(精確到0.01)
例2:求方程的無理根(精確到0.01)
參考答案:
例1解:設x=,則=2,即-2=0,令f(x)=-2,則函數f(x)零點的近似值就是得近似值,以下用二分法求其零點.
由于f(1)=-1<0,f(2)=6>0,故可以取區(qū)間
3、[1,2]為計算的初始區(qū)間.用二分法逐次計算.列表如下:
端點(中點)坐標
計算中點的函數值
取區(qū)間
f(1)=-1<0
f(2)=6>0
[1,2]
=1.5
f()=1.375>0
[1,1.5]
=1.25
f()=-0.0469<0
[1.25,1.5]
=1.375
f()=0.5996>0
[1.25,1.375]
=1.3125
f()=0.2610>0
[1.25,1.3125]
=1.28125
f()=0.1033>0
[1.25,1.281125]
=1.26562
f()=0.0273>0
[1.25,1.26562]
4、=1.25781
f()=-0.01<0
[1.25781,1.26562]
=1.26171
f()<0
[1.25781,1.26171]
由上表的計算可知,區(qū)間[1.25781,1.26171]的左右端點按照精確度要求的近似值都是1.26,因此1.26可以作為所求的近似值.
評析:學會用二分法求近似值的主要步驟.
例2解:由于所以原方程的兩個有理根為1,-1,而其無理根是方程-3=0的根,令g(x)=-3,用二分法求出g(x)的近似零點為1.44
評析:通過因式分解容易看出無理根為方程-3=0的根,所以令g(x)=-3,只需求出g(x)的零點即可.
【達標檢測】
1
5、.方程在區(qū)間上的根必定屬于區(qū)間( ?。?
A. B. C. D.
2.若函數的圖象是連續(xù)不間斷的,且,則下列命題正確的是( ?。?
A.函數在區(qū)間內有零點 B.函數在區(qū)間內有零點
C.函數在區(qū)間內有零點 D.函數在區(qū)間內有零點
3.函數與圖象交點橫坐標的大致區(qū)間為( )
A. B. C. D.
4.下圖4個函數的圖象的零點不能用二分法求近似值的是
x
y
0
①
x
y
0
③
x
y
-1
④
1
x
y
0
②
5.寫出兩個至少含有方程一個根的單位長度為1的區(qū)間 或 。
6.求證:方程的根一個在區(qū)間上,另一個在區(qū)間上。
7.求方程的一個近似解(精確到0.1)
參考答案:
1.D 2.D 3.C 4.①②④ 5.或
6.證明:設
則
而二次函數是連續(xù)的,∴在和上分別有零點。即方程=0的根一個在上,另一個在上。
7.解:設
∵, ∴在區(qū)間上,方程有一解,記為。取2與3的平均數2.5
∵,∴
再取2與2.5的平均數2.25
∵,∴
如此繼續(xù)下去,得
?。?
?。?
??;
,2.4375≈2.4
∴方程的一個精確到0.1的近似解為2.4