用二分法求方程的近似解

编辑: 逍遥路 关键词: 高一 来源: 高中学习网
学习目标
1. 根据具体函数图象,能够借助计算器用二分法求相应方程的近似解;
2. 通过用二分法求方程的近似解,使学生体会函数零点与方程根之间的联系,初步形成用函数观点处理问题的意识.
旧知提示 (预习教材P89~ P91,找出疑惑之处)
复习1:什么叫零点?零点的等价性?零点存在性定理?
对于函数 ,我们把使 的实数x叫做函数 的零点.
方程 有实数根 函数 的图象与x轴 函数 .
如果函数 在区间 上的图象是连续不断的一条曲线,并且有 ,那么,函数 在区间 内有零点.
复习2:一元二次方程求根公式? 三次方程? 四次方程?
合作探究
探究:有12个小球,质量均匀,只有一个是比别的球重的,你用天平称几次可以找出这个球的,要求次数越少越好.
解法:第一次,两端各放 个球,低的那一端一定有重球;
第二次,两端各放 个球,低的那一端一定有重球;
第三次,两端各放 个球,如果平衡,剩下的就是重球,否则,低的就是重球.
思考:以上的方法其实这就是一种二分法的思想,采用类似的方法,如何求 的零点所在区间?如何找出这个零点?

新知:二分法的思想及步骤
对于在区间 上连续不断且 <0的函数 ,通过不断的把函数的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫二分法(bisection).
反思: 给定精度ε,用二分法求函数 的零点近似值的步骤如何呢?
①确定区间 ,验证 ,给定精度ε;
②求区间 的中点 ;[高考资源网]
③计算 : 若 ,则 就是函数的零点; 若 ,则令 (此时零点 ); 若 ,则令 (此时零点 );
④判断是否达到精度ε;即若 ,则得到零点零点值a(或b);否则重复步骤②~④.
典型例题
例1 借助计算器或计算机,利用二分法求方程 的近似解.
练1. 求方程 的解的个数及其大致所在区间.

练2.求函数 的一个正数零点(精确到 )
零点所在区间中点函数值符号区间长度

练3. 用二分法求 的近似值.

课堂小结
① 二分法的概念;②二分法步骤;③二分法思想.
知识拓展
高次多项式方程公式解的探索史料
在十六世纪,已找到了三次和四次函数的求根公式,但对于高于4次的函数,类似的努力却一直没有成功,到了十九世纪,根据阿贝尔(Abel)和伽罗瓦(Galois)的研究,人们认识到高于4次的代数方程不存在求根公式,亦即,不存在用四则运算及根号表示的一般的公式解.同时,即使对于3次和4次的代数方程,其公式解的表示也相当复杂,一般来讲并不适宜作具体计算.因此对于高次多项式函数及其它的一些函数,有必要寻求其零点近似解的方法,这是一个在计算数学中十分重要的课题.
学习评价
1. 若函数 在区间 上为减函数,则 在 上( ).
A. 至少有一个零点 B. 只有一个零点
C. 没有零点 D. 至多有一个零点
2. 下列函数图象与 轴均有交点,其中不能用二分法求函数零点近似值的是(  ).

3. 函数 的零点所在区间为( ).
A. B. C. D.
4. 用二分法求方程 在区间[2,3]内的实根,由计算器可算得 , , ,那么下一个有根区间为 .
课后作业
1.若函数f(x)是奇函数,且有三个零点x1、x2、x3,则x1+x2+x3的值为(  )
A.-1     B.0 C.3 D.不确定
2.已知f(x)=-x-x3,x∈[a,b],且f(a)?f(b)<0,则f(x)=0在[a,b]内(  )
A.至少有一实数根 B.至多有一实数根
C.没有实数根 D.有惟一实数根
3.设函数f(x)=13x-lnx(x>0)则y=f(x)(  )
A.在区间1e,1,(1,e)内均有零点 B.在区间1e,1, (1,e)内均无零点
C.在区间1e,1内有零点;在区间(1,e)内无零点[高考资源网]
D.在区间1e,1内无零点,在区间(1,e)内有零点
4.函数f(x)=ex+x-2的零点所在的一个区间是(  )
A.(-2,-1) B.(-1,0) C.(0,1) D.(1,2)
5.若方程x2-3x+mx+m=0的两根均在(0,+∞)内,则m的取值范围是(  )
A.m≤1 B.01 D.06.函数f(x)=(x-1)ln(x-2)x-3的零点有(  )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
7.函数y=3x-1x2的一个零点是(  )
A.-1 B.1 C.(-1,0) D.(1,0)
8.函数f(x)=ax2+bx+c,若f(1)>0,f(2)<0,则f(x)在(1,2)上零点的个数为(  )
A.至多有一个 B.有一个或两个 C.有且仅有一个 D.一个也没有
9.根据表格中的数据,可以判定方程ex-x-2=0的一个根所在的区间为(  )
x-10123
ex0.3712.727.3920.09
A.(-1,0) B.(0,1) C.(1,2) D.(2,3)

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