内容正文:
1.2
利用二分法求方程的近似解
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二分法
背景:在一档娱乐节目中,主持人让选手在规定时间内猜某物品的价格,若猜中了,就把物品奖给选手.某次竞猜的物品为价格在1 000元之内的一款手机,选手开始报价,选手说“800”,主持人说“高了”;选手说“400”,主持人说“低了”.
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知识点
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探究1:如果是你,你知道接下来该如何竞猜吗?
提示:接下来应该猜“600”,即区间[400,800]的中点.
探究2:通过这种方法能猜到具体价格吗?
提示:可以,通过不断地缩小价格所在的区间,直至猜到手机的价格.
探究3:同样,上节课我们已经知道f(x)=ln x+2x-6的零点在区间(2,3)内,那么如何缩小零点所在区间(2,3)呢?
提示:取区间(2,3)的中点x0=2.5,验证f(2)·f(2.5)<0是否成立,若成立,则函数f(x)的零点在区间(2,2.5)内,否则在(2.5,3)内.
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结论:1.二分法的定义
对于一般的函数y=f(x),x∈[a,b],若函数y=f(x)的图象是一条连续的曲线,______________________,则每次取区间的____,将区间一分为二,再经比较,按需要留下其中一个小区间的求方程______的方法称为二分法.
f(a)·f(b)<0
中点
近似解
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2.二分法求函数零点近似值的步骤
f(a)·f(b)<0
f(c)=0
b=c
(a,c)
f(c)·f(b)<0
(c,b)
|a-b|<ε
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[小组探究]
1.用二分法求方程近似解时,相应函数应满足哪些条件?
解:应满足①f(x)在区间[a,b]上的图象连续不断.②在区间[a,b]端点的函数值f(a)·f(b)<0.
2.当区间(a,b)的长度达到精确度时,如何确定零点的近似值?
解:当区间长度达到精确度时,除可用区间的端点代替近似值外,也可选用该区间内的任意一个数值作零点近似值.
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3.“精度”与“精确到”是一回事吗?
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二分法定义的理解
(多选题)以下每个图象表示的函数都有零点,则能用二分法求函数零点近似值的是( )
例
典
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类型 1
[互动探究]
ABD
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【解析】 根据二分法的基本方法,函数f(x)在区间[a,b]上的图象连续不断,且f(a)·f(b)<0,即函数的零点是变号零点,才能将区间[a,b]一分为二,逐步得到零点的近似值.对各图象分析可知,选项A,B,D都符合条件,而选项C不符合,因为图象经过零点时函数值不变号,因此不能用二分法求函数零点的近似值.
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二分法求方程近似解应具备的条件
(1)函数图象在零点附近连续不断.
(2)在该零点左右函数值异号.
只有满足上述两个条件,才可用二分法求函数零点.
方法 总结
*
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1.下列函数中不能用二分法求零点近似值的是( )
A. f(x)=3x-1 B. f(x)=x3
C. f(x)=|x| D. f(x)=ln x
解析:对于选项C而言,令|x|=0,得x=0,即函数f(x)=|x|存在零点,但当x>0时,f(x)>0;当x<0时,f(x)>0,所以f(x)=|x|的函数值非负,即函数f(x)=|x|有零点,但零点两侧函数值同号,所以不能用二分法求零点的近似值.
即学即用
C
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用二分法求方程的近似解
用二分法求函数y=x3-3的一个正零点(精度为0.1).
【解】 由于f(1)=-2<0,f(2)=5>0,因此可取区间[1,2]作为计算的初始区间,用二分法逐次计算,如表:
例
典
2
类型 2
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利用二分法求方程近似解的步骤
(1)构造函数,利用图象确定方程的根所在的