内容正文:
4.5.2 用二分法求方程的近似解
方程 f(x)=0 有实数解 函数 y=f(x) 有零点 函数 y=f(x)的图象与 x 轴有公共点.
函数零点存在定理 如果函数 y=f(x)在区间 [a,b]上的图象是一条连续不断的曲线,且有 f(a)f(b)<0,那么,函数 y=f(x)在区间 (a,b)内至少有一个零点,即存在 c∈(a,b),使得 f(c)=0,这个 c 也就是方程 f(x)=0的解.
复习导入
思考:结合函数 的单调性,利用函数零点存在定理判断f(x)在区间(2,3)内存在一个零点.
因为y=lgx与y=x-3都在(2,3)上单调递增,
所以 在(2,3)上单调递增
所以由函数零点存在定理知f(x)在区间(2,3)内存在一个零点.
我们已经知道,函数 在区间(2,3)内存在一个零点. 那么,如何求出这个零点呢?
想法:如果能将零点所在的范围尽量缩小,那么在一定精确度的要求
下,就可以得到符合要求的零点的近似值。为了方便,可以通
过取区间中点的方法,逐步缩小零点所在的范围。
如果重复上述步骤,那么零点所在的范围会越来越小.这样,我们就可以通过有限次重复相同的步骤,将零点所在范围缩小到满足一定精确度的区间,区间内的任意一点都可以作为函数零点的近似值.
精确度取为0.1,继续重复上述步骤,
将零点所在范围缩小到满足一定精确度的区间,区间内的任意一点都可以作为函数零点的近似值.为了方便,我们把区间的一个端点作为零点的近似值.
对于在区间[a,b]上图象连续不断且f(a)·f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地
把函数f(x)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作二分法.
二分法
给定精确度ε ,二分法求函数f(x)的零点x0近似值的一般步骤:
1.确定零点x0的初始区间 ,验证 .
2.求区间(a,b)的中点c.
3.计算 ,并进一步确定零点所在的区间:
4.判断是否达到精确度ε:
否则,重复步骤2~4.
(1)若 (此时x0=c),则c就是函数的零点;
(2)若 (此时零点x0∈(a,c)),则令b=c;
(3)若 (此时零点x0∈(c,b)),则令a=c;
即若 ,则得到零点近似值a(或b);
由函数零点与相应方程解的关系,我们可用二分法来求方程的近似解。
①,③
①,③
例1、下列函数图象与x轴均有交点,其中不能用二分法求其零点的是________.
(填写上所有符合条件的图号)
例2、用二分法求函数f(x)=x3+x-1的零点可以取的初始区间是( ).
A.[-2,-1] B.[-1,0]
C.[0,1] D.[1,2]
C
可以取的初始区间是[0,1]
例3、用二分法求函数f(x)在(a,b)内的唯一零点时,精确度为0.01,
则结束计算的条件是___________
|a-b|<0.01
例4、借助信息技术,用二分法求函数f(x)=x3+1.1x2+0.9x-1.4在区间(0,1)内零点的
近似值(精确度为0.1)
1.通过具体实例,了解二分法的原理及其适用条件.
2.掌握二分法的计算步骤,能够借助计算器用二分法求方程的近似解.
3.通过用二分法求方程的近似解,体会函数零点与方程根之间的联系。
课堂小结
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