2019_2020学年高中数学第4章指数函数与对数函数4.5.2用二分法求方程的近似解讲义新人教A版.docx

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1、4.5.2　用二分法求方程的近似解学习目标核心素养1.通过具体实例理解二分法的概念及其使用条件．(重点)2．了解二分法是求方程近似解的常用方法，能借助计算器用二分法求方程的近似解．(难点)3．会用二分法求一个函数在给定区间内的零点，从而求得方程的近似解．(易混点)借助二分法的操作步骤与思想，培养数学建模及逻辑推理素养.1．二分法的定义对于在区间[a，b]上图象连续不断且f(a)·f(b)<0的函数y＝f(x)，通过不断地把它的零点所在的区间一分为二，使所得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做二分法．思考：若函数y＝f(

2、x)在定义域内有零点，该零点是否一定能用二分法求解？提示：二分法只适用于函数的变号零点(即函数在零点两侧符号相反)，因此函数在零点两侧同号的零点不能用二分法求解，如f(x)＝(x－1)2的零点就不能用二分法求解．2．二分法求函数零点近似值的步骤(1)确定零点x0的初始区间[a，b]，验证f(a)f(b)＜0.(2)求区间(a，b)的中点c.(3)计算f(c)，并进一步确定零点所在的区间：①若f(c)＝0(此时x0＝c)，则c就是函数的零点；②若f(a)f(c)＜0(此时x0∈(a，c))，则令b＝c；③若f(c)f(b)＜0(此时x0∈(

3、c，b))，则令a＝c.(4)判断是否达到精确度ε：若

4、a－b

5、＜ε，则得到零点近似值a(或b)；否则重复步骤(2)～(4)．1．用二分法求函数f(x)＝x3＋5的零点可以取的初始区间是(　　)A．[－2,1]B．[－1,0]C．[0,1]D．[1,2]A　[∵f(－2)＝－3<0，f(1)＝6>0，f(－2)·f(1)<0，故可取[－2,1]作为初始区间，用二分法逐次计算．]2．用二分法求函数f(x)在(a，b)内的唯一零点时，精确度为0.001，则结束计算的条件是(　　)A．

6、a－b

7、<0.1　　　B．

8、a－b

9、<0.001C．

10、a－

11、b

12、>0.001D．

13、a－b

14、＝0.001B　[据二分法的步骤知当区间长度

15、b－a

16、小于精确度ε时，便可结束计算．]3．已知函数y＝f(x)的图象如图所示，则不能利用二分法求解的零点是________．x3　[因为x3左右两侧的函数值同号，故其不能用二分法求解．]4．用二分法研究函数f(x)＝x3＋3x－1的零点时，第一次经过计算得f(0)＜0，f(0.5)＞0，可得其中一个零点x0∈________，第二次应计算________．(0,0.5)　f(0.25)　[∵f(0)<0，f(0.5)>0，∴x0∈(0,0.5)，故第二次应计算f

17、(0.25)．]二分法的概念【例1】　已知函数f(x)的图象如图所示，其中零点的个数与可以用二分法求解的个数分别为(　　)A．4,4　　　B．3,4　　　C．5,4　　　D．4,3D　[图象与x轴有4个交点，所以零点的个数为4；左右函数值异号的零点有3个，所以用二分法求解的个数为3，故选D.]判断一个函数能否用二分法求其零点的依据是：其图象在零点附近是连续不断的，且该零点为变号零点.因此，用二分法求函数的零点近似值的方法仅对函数的变号零点适合，对函数的不变号零点不适合.1．下列函数图象与x轴均有交点，其中不能用二分法求图中函数零点的是(　

18、　)A　　B　　　　C　　　　DB　[二分法的理论依据是零点存在定理，必须满足零点两侧函数值异号才能求解．而选项B图中零点两侧函数值同号，即曲线经过零点时不变号，称这样的零点为不变号零点．另外，选项A，C，D零点两侧函数值异号，称这样的零点为变号零点．]用二分法求函数零点的近似值[探究问题]1．用二分法求方程的近似解，如何决定步骤的结束？提示：当零点所在区间的两个端点值之差的绝对值小于精确度时，二分法步骤结束．2．用二分法求方程的近似解时，精确度不同对零点有影响吗？提示：精确度决定步骤的始终，故精确度不同，零点可能会不同．【例2】　求函数

19、f(x)＝x3－3x2－9x＋1的一个负零点(精确度0.01)．[思路点拨]　[解]　确定一个包含负数零点的区间(m，n)，且f(m)·f(n)<0.因为f(－1)>0，f(－2)<0，所以可以取区间(－2，－1)作为计算的初始区间，当然选取在较大的区间也可以．用二分法逐步计算，列表如下：端点(中点)端点或中点的函数值取值区间f(－1)>0，f(－2)<0(－2，－1)x0＝＝－1.5f(x0)＝4.375>0(－2，－1.5)x1＝＝－1.75f(x1)≈2.203>0(－2，－1.75)x2＝＝－1.875f(x2)≈0.736>0(

20、－2，－1.875)x3＝＝－1.9375f(x3)≈－0.0974<0(－1.9375，－1.875)x4＝＝－1.90625f(x4)≈0.3280>0(－1.9375，－1.90625)