内容正文:
8.1.2 用二分法求方程的近似值
一、二分法
1、二分法的定义:对于区间上图象连续不断且的函数,通过不断把它的零点所在区间一分为二,使所得区间的两个端点逐渐逼近零点,进而得到近似值的方法。
2、注意点:
(1)二分法的求解原理是函数零点存在定理;
(2)函数图象在零点附近连续不断;
(3)用二分法只能求变号零点,即零点在左右两侧的函数值的符号相反,
比如,该函数有零点0,但不能用二分法求解。
二、用二分法求函数零点
1、给定精确度,用二分法求函数零点的近似值的步骤
(1)确定零点的初始区间,验证;
(2)求区间的中点;
(3)计算,进一步确定零点所在的区间:
①若(此时),则就是函数的零点;
②若(此时),则令;
③若(此时),则令.
(4)判断是否达到精确度:若,则得到零点近似值(或);
否则重复(2)~(4)
【注意】初始区间的确定要包含函数的变号零点;
2、关于精确度
(1)“精确度”与“精确到”不是一回事,
这里的“精确度”是指区间的长度达到某个确定的数值,即;
“精确到”是指某讴歌数的数位达到某个规定的数位,
如计算,精确到0.01,即0.33
(2)精确度表示当区间的长度小于时停止二分;
此时除可用区间的端点代替近似值外,还可选用该区间内的任意一个数值作零点近似值。
题型一 二分法的概念理解
【例1】(2023上·全国·高一专题练习)下列关于二分法的叙述中,正确的是( )
A.用二分法可求所有函数零点的近似值
B.用二分法可求函数零点的近似值,可精确到小数点后任一位
C.二分法无规律可循,无法在计算机上完成
D.只能用二分法求函数的零点
【变式1-1】(2023上·全国·高一专题练习)以下每个图象表示的函数都有零点,但不能用二分法求函数零点近似值的是( )
A. B. C. D.
【变式1-2】(2023上·福建福州·高一格致中学校考期中)下列函数中不能用二分法求零点的是( )
A. B. C. D.
【变式1-3】(2023上·浙江杭州·高一校联考期中)下列方程中不能用二分法求近似解的为( )
A. B. C. D.
题型二 确定零点(根)所在的区间
【例2】(2023上·四川成都·高一石室中学校考期中)设函数,用二分法求方程在内的近似解的过程中,计算得,则下列必有方程的根的区间为( )
A. B. C. D.不能确定
【变式2-1】(2023上·高一课时练习)若用二分法求方程在初始区间内的近似解,则第三次取区间的中点 .
【变式2-2】(2023·浙江杭州·高一校联考阶段练习)设函数,用二分法求方程近似解的过程中,计算得到,则方程的近似解落在区间( )
A. B. C. D.
【变式2-3】(2022上·江西·高一景德镇一中校考期末)用二分法求方程在内的近似解,已知判断,方程的根应落在区间( )
A. B. C. D.
题型三 二分法求方程近似解的过程
【例3】(2023·河北石家庄·高一石家庄市第二十七中学校考阶段练习)已知函数为上的连续函数,且,使用二分法求函数零点,要求近似值的精确度达到0.1,则需对区间至少二分的次数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【变式3-1】(2023上·山东菏泽·高一统考期末)在使用二分法计算函数的零点的近似解时,现已知其所在区间为,如果要求近似解的精确度为0.1,则接下来至少需要计算( )次区间中点的函数值.
A.2 B.3 C.4 D.5
【变式3-2】(2023上·浙江丽水·高一浙江省丽水中学校联考阶段练习)用二分法求函数在区间上的零点,要求精确度为0.01时,所需二分区间的次数最少为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【变式3-3】(2022·广东深圳·高一校考期末)在用“二分法”求函数零点近似值时,若第一次所取区间为,则第二次所取区间可能是( )
A. B. C. D.
题型四 用二分法求零点的近似值
【例4】(2023上·黑龙江齐齐哈尔·高一校考阶段练习)小胡同学用二分法求函数在内近似解的过程中,由计算可得,,,则小胡同学在下次应计算的函数值为( )
A. B. C. D.
【变式4-1】(2023·重庆永川·高一永川北山中学校校考开