3.1.2用二分法求方程的近似解
引入:小学课本上有这样的一个问题有一个整数位于1到80,我现在就把这个数写在这张纸的背面,你可以问我形如这样的问题:这个数>20吗?我只会答是或不是,你如何找到这个数?
生:这个数>40吗?不是。这个数>20吗?是,这个数>30吗?------可以不断取中点从而确定这个数。 下面我们用这个理念解决上节课的问题,(课本例1)求函数f(x)=lnx+2x-6零点的个数,课本给出的有零点存在性定理可知零点位于(2,3),我想把这个零点的范围继续缩小,如何处理呢?我们通过“取中点”的方法逐步缩小零点所在的范围。 取区间(2,3)的中点2.5,用计算器算得f(2.5)≈-0.084,因为f(2.5)*f(3)<0,所以零点在区间(2.5,3)内;再取区间(2.5,3)的中点2.75,用计算器算得f(2.75)≈0.512,因为f(2.75)*f(2.5)<0,所以零点在(2.5,2.75)内;由于(2,3),(2.5,3),(2.5,2.75)越来越小,所以零点所在范围确实越来越小了;重复上述步骤,那么零点所在范围会越来越小,这样在有限次重复相同的步骤后,在一定的精确度下,将所得到的零点所在区间上任意的一点作为零点的近似值,特别地可以将区间的端点作为零点的近似值。例如,当精确度为0.01时,(解释:近似值和准确值之间的差距小于0.01)由于∣2.5390625-2.53125∣=0.0078125<0.01,所以我们可以将该区间上任何一个值都可以作为函数f(x)=㏑x+2x-6零点的近似值,即方程㏑x+2x-6=0近似值。这种求零点近似值的方法叫做二分法。
为什么由︱a - b ︳<?便可判断零点的近似值为【 a,b】中的任意值?
设函数零点为x0,则a<x0<b,则:0<x0-a<b-a,a-b<x0-b<0;由于︱a - b ︳<?,所以︱x0 - a ︳<b-a<?,︱x0 - b ︳<∣ a-b∣<?,即a或b 作为零点x0的近似值都达到了给定的精确度?。 总结二分法的一般步骤
例2.借助计算器用二分法求方程2+3x=7的近似解(精确到0.01) 问题:原方程的近似解和哪个函数的零点是等价的?
引导学生在方程右边的常数移到左边,把左边的式子令为f(x),则原方程的解就是f(x)的零点。借助计算机或计算器画出函数的图象,结合图象确定零点所在的区间,然后利用二分法求解. 总结:二分法的作用原理和步骤。
提升:二分法对于研究不可解的方程的根有重大意义。而且二分法可以计算机编程,通过程序,把函数和精度输入,就可以得到零点的近似值。(必修2中继续学习)
x
- 29 -
相关推荐: