人教A版高中数学必修一全册导学案用二分法求方程的近似解(1)(1)

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凡事豫(预)则立,不豫(预)则废。

§3.1.2 用二分法求方程的近似解

学习目标

1. 根据具体函数图象,能够借助计算器用二分法求相应方程的近似解;

2. 通过用二分法求方程的近似解,使学生体会函数零点与方程根之间的联系,初步形成用函数观点处理问题的意识.

学习过程

一、课前准备

(预习教材P89~ P91,找出疑惑之处)

复习1:什么叫零点?零点的等价性?零点存在性定理?

对于函数()yfx,我们把使 的实数x叫做函数()yfx的零点.

方程()0fx有实数根函数()yfx的图象与x轴 函数()yfx .

如果函数()yfx在区间[,]ab上的图象是连续不断的一条曲线,并且有

,那么,函数()yfx在区间(,)ab内有零点.

复习2:一元二次方程求根公式? 三次方程? 四次方程?

二、新课导学

※ 学习探究

探究任务:二分法的思想及步骤

问题:有12个小球,质量均匀,只有一个是比别的球重的,你用天平称几次可以找出这个球的,要求次数越少越好.

解法:

第一次,两端各放 个球,低的那一端一定有重球;

第二次,两端各放 个球,低的那一端一定有重球;

第三次,两端各放 个球,如果平衡,剩下的就是重球,否则,低的就是重球.

思考:以上的方法其实这就是一种二分法的思想,采用类似的方法,如何求ln26yxx的零点所在区间?如何找出这个零点?

新知:对于在区间[,]ab上连续不断且()()fafb<0的函数()yfx,通过不断的把函数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二分法(bisection).

反思:

给定精度ε,用二分法求函数()fx的零点近似值的步骤如何呢?

①确定区间[,]ab,验证()()0fafb,给定精度ε;

②求区间(,)ab的中点1x; 凡事豫(预)则立,不豫(预)则废。

③计算1()fx: 若1()0fx,则1x就是函数的零点; 若1()()0fafx,则令1bx(此时零点01(,)xax); 若1()()0fxfb,则令1ax(此时零点01(,)xxb);

④判断是否达到精度ε;即若||ab,则得到零点零点值a(或b);否则重复步骤②~④.

※ 典型例题

例1 借助计算器或计算机,利用二分法求方程237xx的近似解.

变式:求方程237xx的根大致所在区间.

※ 动手试试

练1. 求方程3log3xx的解的个数及其大致所在区间.

练2.求函数32()22fxxxx的一个正数零点(精确到0.1)

零点所在区间 中点函数值符号 区间长度

凡事豫(预)则立,不豫(预)则废。

练3. 用二分法求33的近似值.

三、总结提升

※ 学习小结

① 二分法的概念;②二分法步骤;③二分法思想.

※ 知识拓展

高次多项式方程公式解的探索史料

在十六世纪,已找到了三次和四次函数的求根公式,但对于高于4次的函数,类似的努力却一直没有成功,到了十九世纪,根据阿贝尔(Abel)和伽罗瓦(Galois)的研究,人们认识到高于4次的代数方程不存在求根公式,亦即,不存在用四则运算及根号表示的一般的公式解.同时,即使对于3次和4次的代数方程,其公式解的表示也相当复杂,一般来讲并不适宜作具体计算.因此对于高次多项式函数及其它的一些函数,有必要寻求其零点近似解的方法,这是一个在计算数学中十分重要的课题.

学习评价

※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ).

A. 很好 B. 较好 C. 一般 D. 较差

※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:

1. 若函数()fx在区间,ab上为减函数,则()fx在,ab上( ).

A. 至少有一个零点 B. 只有一个零点

C. 没有零点 D. 至多有一个零点

2. 下列函数图象与x轴均有交点,其中不能用二分法求函数零点近似值的是( ).

3. 函数()2ln(2)3fxxx的零点所在区间为( ).

A. (2,3) B. (3,4) C. (4,5) D. (5,6) 凡事豫(预)则立,不豫(预)则废。

4. 用二分法求方程3250xx在区间[2,3]内的实根,由计算器可算得(2)1f,(3)16f,(2.5)5.625f,那么下一个有根区间为 .

5. 函数()lg27fxxx的零点个数为 ,大致所在区间为 .

课后作业

1. 求方程0.90.10xx的实数解个数及其大致所在区间.

2. 借助于计算机或计算器,用二分法求函数3()2fxx的零点(精确到0.01).