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《用二分法求方程的近似解》習(xí)題
一、選擇題
1.若函數(shù)f(x)是奇函數(shù),且有三個(gè)零點(diǎn)x1、x2、x3,則x1+x2+x3的值為( )
A.-1 B.0
C.3 D.不確定
2.已知f(x)=-x-x3,x∈[a,b],且f(a)f(b)<0,則f(x)=0在[a,b]內(nèi)( )
A.至少有一實(shí)數(shù)根 B.至多有一實(shí)數(shù)根
C.沒有實(shí)數(shù)根 D.有惟一實(shí)數(shù)根
3.(09天津理)設(shè)函數(shù)f(x)=x-lnx(x>0)則y=f(x)( )
A.在區(qū)間,(1,e)內(nèi)均有零點(diǎn)
B.在區(qū)間, (1,e)內(nèi)均無零點(diǎn)
C.在區(qū)間內(nèi)有零點(diǎn);在區(qū)間(1,e)內(nèi)無零點(diǎn)
D.在區(qū)間內(nèi)無零點(diǎn),在區(qū)間(1,e)內(nèi)有零點(diǎn)
4.(2010天津文,4)函數(shù)f(x)=ex+x-2的零點(diǎn)所在的一個(gè)區(qū)間是( )
A.(-2,-1) B.(-1,0)
C.(0,1) D.(1,2)
5.若方程x2-3x+mx+m=0的兩根均在(0,+∞)內(nèi),則m的取值范圍是( )
A.m≤1 B.0
1 D.00,f(2)<0,則f(x)在(1,2)上零點(diǎn)的個(gè)數(shù)為( )
A.至多有一個(gè) B.有一個(gè)或兩個(gè)
C.有且僅有一個(gè) D.一個(gè)也沒有
9.(哈師大附中2009~2010高一期末)函數(shù)f(x)=2x-logx的零點(diǎn)所在的區(qū)間為( )
A. B.
C. D.(1,2)
10.根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),可以判定方程ex-x-2=0的一個(gè)根所在的區(qū)間為( )
x
-1
0
1
2
3
ex
0.37
1
2.72
7.39
20.09
A.(-1,0) B.(0,1)
C.(1,2) D.(2,3)
二、填空題
11.方程2x=x3精確到0.1的一個(gè)近似解是________.
12.方程ex-x-2=0在實(shí)數(shù)范圍內(nèi)的解有________個(gè).
三、解答題
13.借助計(jì)算器或計(jì)算機(jī),用二分法求方程2x-x2=0在區(qū)間(-1,0)內(nèi)的實(shí)數(shù)解(精確到0.01).
14.證明方程(x-2)(x-5)=1有兩個(gè)相異實(shí)根,且一個(gè)大于5,一個(gè)小于2.
15.求函數(shù)y=x3-2x2-x+2的零點(diǎn),并畫出它的簡(jiǎn)圖.
16.借助計(jì)算器或計(jì)算機(jī)用二分法求方程(x+1)(x-2)(x-3)=1在區(qū)間(-1,0)內(nèi)的近似解.(精確到0.1)
17.若函數(shù)f(x)=log3(ax2-x+a)有零點(diǎn),求a的取值范圍.
18.判斷方程x3-x-1=0在區(qū)間[1,1.5]內(nèi)有無實(shí)數(shù)解;如果有,求出一個(gè)近似解(精確到0.1).
答案與解析
1.[答案] B
[解析] 因?yàn)閒(x)是奇函數(shù),其圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,它有三個(gè)零點(diǎn),即f(x)的圖象與x軸有三個(gè)交點(diǎn),故必有一個(gè)為原點(diǎn)另兩個(gè)橫坐標(biāo)互為相反數(shù).
∴x1+x2+x3=0.
2.[答案] D
[解析] ∵f(x)為單調(diào)減函數(shù),
x∈[a,b]且f(a)f(b)<0,
∴f(x)在[a,b]內(nèi)有惟一實(shí)根x=0.
3.[答案] D
[解析] ∵f(x)=x-lnx(x>0),
∴f(e)=e-1<0,
f(1)=>0,f()=+1>0,
∴f(x)在(1,e)內(nèi)有零點(diǎn),在(,1)內(nèi)無零點(diǎn).故選D.
4.[答案] C
[解析] ∵f(0)=-1<0,f(1)=e-1>0,
即f(0)f(1)<0,
∴由零點(diǎn)定理知,該函數(shù)零點(diǎn)在區(qū)間(0,1)內(nèi).
5.[答案] B
[解析] 設(shè)方程x2+(m-3)x+m=0的兩根為x1,x2,則有Δ=(m-3)2-4m≥0,且x1+x2=3-m>0,x1x2=m>0,解得00,f(2)<0,∴f(x)在(1,2)上有且僅有一個(gè)零點(diǎn);
若a≠0,則f(x)為開口向上或向下的拋物線,若在(1,2)上有兩個(gè)零點(diǎn)或無零點(diǎn),則必有f(1)f(2)>0,
∵f(1)>0,f(2)<0,∴在(1,2)上有且僅有一個(gè)零點(diǎn),故選C.
9.[答案] B
[解析] ∵f=2-log=-2<0,f=-1>0,f(x)在x>0時(shí)連續(xù),∴選B.
10.[答案] C
[解析] 令f(x)=ex-x-2,則f(1)f(2)=(e-3)(e2-4)<0,故選C.
11.[答案] 1.4
12.[答案] 2
13.[解析] 令f(x)=2x-x2,∵f(-1)=2-1-(-1)2=-<0,f(0)=1>0,
說明方程f(x)=0在區(qū)間(-1,0)內(nèi)有一個(gè)零點(diǎn).
取區(qū)間(-1,0)的中點(diǎn)x1=-0.5,用計(jì)算器可算得f(-0.5)≈0.46>0.因?yàn)閒(-1)f(-0.5)<0,所以x0∈(-1,-0.5).
再取(-1,-0.5)的中點(diǎn)x2=-0.75,用計(jì)算器可算得f(-0.75)≈-0.03>0.因?yàn)閒(-1)f(-0.75)<0,所以x0∈(-1,-0.75).
同理,可得x0∈(-0.875,-0.75),x0∈(-0.812 5,-0.75),x0∈(-0.781 25,-0.75),x0∈(-0.781 25,-0.765 625),x0∈(-0.773 437 5,-0.765 625).
由于|(-0.765 625)-(0.773 437 5)|<0.01,此時(shí)區(qū)間(-0.773 437 5,-0.765 625)的兩個(gè)端點(diǎn)精確到0.01的近似值都是-0.77,所以方程2x-x2=0精確到0.01的近似解約為-0.77.
14.[解析] 令f(x)=(x-2)(x-5)-1
∵f(2)=f(5)=-1<0,且f(0)=9>0.
f(6)=3>0.
∴f(x)在(0,2)和(5,6)內(nèi)都有零點(diǎn),又f(x)為二次函數(shù),故f(x)有兩個(gè)相異實(shí)根,且一個(gè)大于5、一個(gè)小于2.
15.[解析] 因?yàn)閤3-2x2-x+2=x2(x-2)-(x-2)
=(x-2)(x2-1)=(x-2)(x-1)(x+1),
所以函數(shù)的零點(diǎn)為-1,1,2.
3個(gè)零點(diǎn)把x軸分成4個(gè)區(qū)間:
(-∞,-1],[-1,1],[1,2],[2,+∞].
在這4個(gè)區(qū)間內(nèi),取x的一些值(包括零點(diǎn)),列出這個(gè)函數(shù)的對(duì)應(yīng)值(取精確到0.01的近似值)表:
x
…
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
…
y
…
-4.38
0
1.88
2
1.13
0
-0.63
0
2.63
…
在直角坐標(biāo)系內(nèi)描點(diǎn)連線,這個(gè)函數(shù)的圖象如圖所示.
16.[解析] 原方程為x3-4x2+x+5=0,令f(x)=x3-4x2+x+5.∵f(-1)=-1,f(0)=5,f(-1)f(0)<0,∴函數(shù)f(x)在(-1,0)內(nèi)有零點(diǎn)x0.
取(-1,0)作為計(jì)算的初始區(qū)間用二分法逐步計(jì)算,列表如下
端點(diǎn)或中點(diǎn)橫坐標(biāo)
端點(diǎn)或中點(diǎn)的函數(shù)值
定區(qū)間
a0=-1,b0=0
f(-1)=-1,f(0)=5
[-1,0]
x0==-0.5
f(x0)=3.375>0
[-1,-0.5]
x1==-0.75
f(x1)≈1.578>0
[-1,-0.75]
x2==-0.875
f(x2)≈0.393>0
[-1,-0.875]
x3==-0.9375
f(x3)≈-0.277<0
[-0.9375,-0.875]
∵|-0.875-(-0.9375)|=0.0625<0.1,
∴原方程在(-1,0)內(nèi)精確到0.1的近似解為-0.9.
17.[解析] ∵f(x)=log3(ax2-x+a)有零點(diǎn),
∴l(xiāng)og3(ax2-x+a)=0有解.∴ax2-x+a=1有解.
當(dāng)a=0時(shí),x=-1.
當(dāng)a≠0時(shí),若ax2-x+a-1=0有解,
則Δ=1-4a(a-1)≥0,即4a2-4a-1≤0,
解得≤a≤且a≠0.
綜上所述,≤a≤.
18.[解析] 設(shè)函數(shù)f(x)=x3-x-1,因?yàn)閒(1)=-1<0,f(1.5)=0.875>0,且函數(shù)f(x)=x3-x-1的圖象是連續(xù)的曲線,所以方程x3-x-1=0在區(qū)間[1,1.5]內(nèi)有實(shí)數(shù)解.
取區(qū)間(1,1.5)的中點(diǎn)x1=1.25,用計(jì)算器可算得f(1.25)=-0.30<0.因?yàn)閒(1.25)f(1.5)<0,所以x0∈(1.25,1.5).
再取(1.25,1.5)的中點(diǎn)x2=1.375,用計(jì)算器可算得f(1.375)≈0.22>0.因?yàn)閒(1.25)f(1.375)<0,所以x0∈(1.25,1.375).
同理,可得x0∈(1.312 5,1.375),x0∈(1.312 5,1.343 75).
由于|1.343 75-1.312 5|<0.1,此時(shí)區(qū)間(1.312 5,1.343 75)的兩個(gè)端點(diǎn)精確到0.1的近似值是1.3,所以方程x3-x-1=0在區(qū)間[1,1.5]精確到0.1的近似解約為1.3.
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