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人教版教材高中数学必修一《函数与方程》ppt课件


解析 1.5 为区间(1,2)的中点,且 f(1)<0,f(1.5)>0,∴方程的
根 x0∈(1,1.5),又 1.25 是(1,1.5)的中点且 f(1.5)>0,f(1.25)<0,
∴x0∈(1.25,1.5).
答案 B
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题型二 用二分法求函数的零点 【例 2】用二分法求函数 f(x)=x3-x-1 在区间[1,1.5]内的一个 零点(精确度 0.01). [思路探索] 根据二分法求函数零点的步骤逐次计算缩小区间, 直到达到所要求的精确度停止计算,确定出零点的近似值. 解 经计算 f(1)<0,f(1.5)>0,所以函数在[1,1.5]内存在零点 x0.取(1,1.5)的中点 x1=1.25,经计算 f(1.25)<0,因为 f(1.5)·f(1.25) <0,所以 x0∈(1.25,1.5). 如此继续下去,如下表:
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则令 b=c(此时零点 x0∈ (a,c) ); ③若 f(c)·f(b)<0, 则令 a=c(此时零点 x0∈ (c,b) ). (4)判断是否达到精确度 ε:即若 |a-b|<ε 似值 a(或 b);否则重复(2)~(4).
,则得到零点近
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1.312 5 f(1.25)<0
f(1.375)>0
f(1.312 5)<0
(1.312 5, 1.375)
(1.312 5, 1.343 75)
1.343 75
1.328 125
f(1.312 5) <0
f(1.373)>0
f(1.343 75)>0
f(1.3125)
<0
f(1.345 75) >0 f(1.328 312 5)>0
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试一试:2008 年初我国南方遭遇了 50 年不遇的雪灾,雪灾发 生后,停水断电,交通受阻.一日,某市 A 地到 B 地的电话线 路发生故障,这是一条 10 km 长的线路,每隔 50 m 有一根电 线杆,如何迅速查出故障所在? 提示 如图所示,可首先从中点 C 开始查起,用随身携带的工 具检查,若发现 AC 段正常,断定故障在 BC 段;再到 BC 段中 点 D 检查,若 CD 段正常;则故障在 BD 段;再到 BD 段中点 E 检查,如此这般,每检查一次就可以将待查的线路长度缩短一 半,经过 7 次查找,即可将故障范围缩小到 50~100 m 之间, 即可迅速找到故障所在.
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想一想:用二分法求方程的近似解时,如何决定步骤的结束? 提示 看清题目要求的精确度,当零点所在区间的两个端点值 之差的绝对值小于精确度 ε 时,则二分法步骤结束.
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名师点睛 1.准确理解“二分法”的含义 顾名思义,二分就是平均分成两部分.二分法就是通过不断地 将所选区间一分为二,逐步逼近零点的方法,找到零点附近足 够小的空间,根据所要求的精确度,用此区间的某个数值近似 地表示真正的零点.
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误区警示 因对“二分法”精确度的理解不 正确而出错 【示例】 用二分法求方程 x2-5=0 的一个非负近似解(精确度 为 0.1). [错解] 令 f(x)=x2-5, 因为 f(2.2)=2.22-5=0.16<0, f(2.4)=2.42-5=0.76>0, 所以 f(2.2)·f(2.4)<0,说明这个函数在区间(2.2,2.4)内有零点 x0,
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取区间(a, (a,b)
f(a)
b)
的中点
(1,1.5) 1.25 f(1)<0
(1.25,1.5) 1.375 f(1.25)<0
f(b)
f(1.5)>0 f(1.5)>0
a+b f( 2 ) f(1.25)<0 f(1.375)>0
(1.25, 1.375)
(1.125,1 .25)
1.187 5
f(1.125) f(1.25)>0 f(1.187 5)<0
<0
因为|1.187 5-1.25|=0.062 5<0.1,所以函数 f(x)=2x+3x-6 精确度为 0.1 的零点可取为 1.25.
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题型三 用二分法求方程的近似解 【例 3】 (12 分)借助计算器或计算机用二分法求方程 2x+3x= 7 的近似解(精确度为 0.1). 审题指导 可利用转化思想,构造函数 f(x)=2x+3x-7 转化成 求函数的零点近似值. [规范解答] 原方程 2x+3x-7=0,令 f(x)=2x+3x-7,用计算 器或计算机作出函数 f(x)=2x+3x-7 的对应值表.
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2.用二分法求方程的近似解要注意的问题 (1)看一个函数能否用二分法求其零点的依据是函数图象在零 点是连续不间断的,且在该零点左右函数值异号. (2)要看清题目要求的精确度,它决定着二分法步骤的结束. (3)初始区间的选定一般在两个整数间,不同的初始区间结果是 相同的,但二分的次数却相差较大,零点所在区间的选取要尽 可能小. (4)在二分法的第四步中,由|a-b|<ε 便可判断零点近似值为 a 或 b.
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取区间
(a,b) 的中点 f(a)
f(b)
(a,b)
fa+2 b
(1,1.5)>0
(1,1.5)
1.25
f(1)<0 f(1.5)>0 f(1.25)>0
(1,1.25)
1.125
f(1)<0 f(1.25)>0 f(1.125)<0
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[思路探索] 解答本题可根据二分法的定义,判断是否具备二分法 的条件.
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解析 利用二分法求函数零点必须满足零点两侧函数值异 号.在 B 中,不满足 f(a)·f(b)<0,不能用二分法求零点,由于 A、C、D 中零点两侧函数值异号,故可采用二分法求零点. 答案 B 规律方法 “二分法”与判定函数零点的定义密切相关,只有 满足函数图象在零点附近连续且在该零点左右函数值异号才能 应用“二分法”求函数零点.
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2.二分法的步骤 给定精确度 ε,用二分法求 f(x)零点近似值的步骤如下: (1)确定区间[a,b],验证 f(a)·f(b)<0 ,给定精确度 ε; (2)求区间(a,b)的中点 c; (3)计算 f(c); ①若 f(c)=0,则 c 就是函数的零点; ②若 f(a)·f(c)<0,
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(1.312 5, 1.328 125)
1.320 312 5
f(1.312 5) <0
f(1.328 125) >0
f(1.320 312 5) <0
因为|1.328 125-1.320 312 5|=0.007 812 5<0.01,所以函数 f(x) =x3-x-1 的一个精确度为 0.01 的近似零点可取为 1.328 125.
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f(2.375)<0,f(2.5)>0⇒x0∈(2.375,2.5); f(2.375)<0,f(2.437 5)>0⇒x0∈(2.375,2.437 5). ∵|2.375-2.4375|=0.0625<0.1, ∵方程 x2=2x+1 的一个精确度为 0.1 的近似解可取为 2.437 5.
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【题后反思】 求方程近似解时常用方法 对于求形如 f(x)=g(x)的方程的近似解,可以通过移项转化成求 形如 F(x)=f(x)-g(x)=0 的方程的近似解,然后按照二分法求 函数零点近似值的步骤求解.
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【变式 3】 求方程 x2=2x+1 的一个近似解(精确度 0.1). 解 设 f(x)=x2-2x-1. ∵f(2)=-1<0,f(3)=2>0,∴在区间(2,3)内方程 x2-2x-1= 0 有一解,记为 x0. 取 2 与 3 的平均数 2.5, ∵f(2.5)=0.25>0,∴2<x0<2.5; 再取 2 与 2.5 的平均数 2.25,∵f(2.25)=-0.437 5<0, ∴2.25<x0<2.5;如此继续下去,有
3.1.2 用二分法求方程的近似解
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【课标要求】 1.理解二分法求方程近似解的原理. 2.能用二分法求出方程的近似解. 3.知道二分法是求方程近似解的一种常用方法,体会“逐步逼 近”的思想. 【核心扫描】 1.利用二分法求方程的近似解.(重点) 2.判断函数零点所在的区间.(难点) 3.精确度 ε 与近似值.(易混点)
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自学导引 1.二分法的定义
对于在区间[a,b]上 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 做二分法.
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【变式 1】 设 f(x)=3x+3x-8,用二分法求方程 3x+3x-8=0
在 x∈(1,2)内近似解的过程中得 f(1)<0,f(1.5)>0,f(1.25)<0,
则方程的根落在区间( ).
A.(1,1.25) B.(1.25,1.5)
C.(1.5,2)
D.不能确定
x
0 1 23 4 5
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