内容正文:
4.5.2 用二分法求方程的近似解
【基础巩固】
1.下列函数图象与轴均有交点,其中不能用二分法求图中函数零点的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据二分法的概念可知二分法只能求变号零点,
观察选项A中的函数图象可知该函数没有变号零点,观察选项BCD中的函数图象可知对应的函数都存在变号零点,所以选项A中函数不能用二分法求零点.
故选:A.
2.已知函数的部分函数值如表所示:
那么函数的一个零点的近似值(精确度为)为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据题干所给数据可知,,,且函数在上为增函数,由零点存在定理可知,函数的唯一零点在区间内,
区间长度为,结合选项可知,其近似值为.
故选:B.
3.用二分法求方程的近似解,精确度为,则终止条件为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】根据题意,用二分法求方程的近似解,若要求的精确度为,
当时,即表示满足精度要求,可以确定近似解.
故选:B.
4.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( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】令,因为,
所以,又,,
则,又因为,所以.
故选:B.
5.(多选)下列方程中能用二分法求近似解的为( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】对于A项,设,
则,,
所以,,且的图象是一条连续不断的曲线.
根据零点的存在定理可知,,使得,故A正确;
对于B项,设,则,,
所以,,且的图象是一条连续不断的曲线.
根据零点的存在定理可知,,使得,故B正确;
对于C项,设,则,,
所以,,且的图象是一条连续不断的曲线.
根据零点的存在定理可知,,使得,故C正确;
对于D项,设,
因为恒成立,不存在函数值异号区间,
所以不满足二分法的条件,故D错误.
故选:ABC.
6.已知函数在区间上有一个零点,如果用二分法求的近似值(精确度为),则应将区间至少等分的次数为___________.
【答案】
【解析】由于每等分一次,零点所在区间的长度变为原来的,
则等分次后的区间长度变为原来的,
由题意可得,可得,且,
所以,正整数的最小值为,即至少等分的次数为.
故答案为:.
7.若在用二分法寻找函数零点的过程中,依次确定了零点所在区间为,,,则___________.
【答案】1
【解析】根据指数函数与反比例函数的性质,函数在上单调递增,
所以函数在上至多有一个零点.
又由二分法依次确定了零点所在区间为,
对于区间,由二分法知对应下一个区间有或,
当区间为时,显然不成立,故下一个区间为,
所以,化简得.
故答案为:1.
8.已知函数.
(1)判断函数在区间上的单调性,并用定义证明;
(2)用二分法求方程在区间上的一个近似解(精确度为0.1).
【答案】见解析
【解析】(1)在单调递增;证明如下:
任取,不妨设,,
因为,则,,,
可得,即,所以在上单调递增.
(2)因为函数在区间上是连续且单调的,
可知其在区间上的零点即为方程在区间上的解,
且,,可得在内有且仅有一个零点,
在区间上利用二分法列表如下:
此时解在区间,此区间长度为,,满足精确度为0.1,故区间,
即内任意一个实数都是对应方程符合精确度要求的一个近似解,比如2.6是方程在上的一个近似解.
【能力拓展】
9.用二分法求函数的零点,经过若干次运算后函数的零点在区间内,当(为精确度)时,函数零点的近似值与真实零点的误差的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】因为函数的零点在区间内,设真实零点为,那么.
已知,那么,.
由于,所以,.
所以近似值与真实零点的误差的取值范围是.
故选:B.
10.若在用二分法寻找函数零点的过程中,依次确定了零点所在区间为,则实数和分别等于( )
A. B.2,3 C. D.
【答案】A
【解析】由函数,
根据指数函数与反比例函数的性质,可得函数在上为单调递增函数,
所以函数在至多有一个零点,
又由依次确定了零点所在区间为,
可得,即,解得.
故选:A.
11.已知函数,若能用二分法求函数的零点,则的取值范围是___________.
【答案】
【解析】由题得的定义域为,
因为,当时,,
当且仅当时等号成立,故时不能用二分法求函数零点;
因为,
又当时,,
当且仅当时等号成立,
若要用二分法求的零点,需满足,所以,
故答案为:.
【素养提升】
12.已知.
(1)通过二分法且满足精确度为0.5,求方程的近似解(精确到0.1)
(2)设,求证:.
【答案】见解析
【解析】(1)由解析式知:在上递增,
,,
,则,
,则,
又,且,,
所以更接近于零点,故方程的近似解为.
(2)由题设,
故,且,
要证,只需,即,
由(1)知,显然成立,
综上,,得证.
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4.5.2 用二分法求方程的近似解
【基础巩固】
1.下列函数图象与轴均有交点,其中不能用二分法求图中函数零点的是( )
A. B. C. D.
2.已知函数的部分函数值如表所示:
那么函数的一个零点的近似值(精确度为)为( )
A. B. C. D.
3.用二分法求方程的近似解,精确度为,则终止条件为( )
A. B.
C. D.
4.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( )
A. B. C. D.
5.(多选)下列方程中能用二分法求近似解的为( )
A. B.
C. D.
6.已知函数在区间上有一个零点,如果用二分法求的近似值(精确度为),则应将区间至少等分的次数为___________.
7.若在用二分法寻找函数零点的过程中,依次确定了零点所在区间为,,,则___________.
8.已知函数.
(1)判断函数在区间上的单调性,并用定义证明;
(2)用二分法求方程在区间上的一个近似解(精确度为0.1).
【能力拓展】
9.用二分法求函数的零点,经过若干次运算后函数的零点在区间内,当(为精确度)时,函数零点的近似值与真实零点的误差的取值范围为( )
A. B.
C. D.
10.若在用二分法寻找函数零点的过程中,依次确定了零点所在区间为,则实数和分别等于( )
A. B.2,3 C. D.
11.已知函数,若能用二分法求函数的零点,则的取值范围是___________.
【素养提升】
12.已知.
(1)通过二分法且满足精确度为0.5,求方程的近似解(精确到0.1)
(2)设,求证:.
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