新教材人教版高中数学必修1 第四章452 用二分法求方程的近似解课件.ppt

1、用二分法求方程的近似解用二分法求方程的近似解1 1、函数的零点：、函数的零点：对于函数对于函数 y=f(x)，使，使 f(x)=0 的的 实数实数x 叫做叫做函数函数y=f(x)的的零点零点 2 2、零点存在性定理、零点存在性定理000(),(),(,),(),().,()()(,)yf xyf xca bf cca bf af ba bf x 连连续续不不如如果果函函数数在在区区间间上上的的图图象象是是的的一一条条曲曲线线 并并且且有有那那么么 函函数数即即存存在在使使得得这这个个也也就就是是断断在在区区间间内内有有零零点点方方程程的的根根二、基础练习二、基础练习1、已知函数、已知函数f(x

2、)=x2+mx+n,若若f(a)0,f(b)0,则则函数函数f(x)在区间在区间(a,b)内（内（）A.一定有零点一定有零点 B.一定没有零点一定没有零点 C.可能有两个零点可能有两个零点 D.至多有一个零点至多有一个零点C2211 11 110188 44 22()log()(,)(,)(,)(,)f xxxABCD、的的零零点点所所在在区区间间是是 、C3221 00 11 22 3()(,)(,)(,)(,)xxABCD 、方方程程 的的根根所所在在区区间间是是 、B二、函数零点个数二、函数零点个数2(1)()f xaxbxcac二二次次函函数数中中、异异号号，则则该该函函数数的的零零点

3、点个个数数为为_2220040()aca caxbxcbacf xaxbxc 分分析析：、异异号号，在在方方程程中中，判判别别式式方方程程有有两两个个不不相相等等的的实实数数根根，即即函函数数有有两两个个零零点点Q(1)解解方方程程判判断断函函数数零零点点个个数数：求求方方程程不不相相等等的的实实，数数根根的的个个数数221:5235_xxx练练方方程程的的根根的的个个数数二、函数零点个数二、函数零点个数|lg|010(2)()1110 xxf xxx ，判判断断函函数数的的零零点点个个数数.，(2)x数数形形结结合合判判断断函函数数零零点点个个数数：看看函函数数图图象象与与 轴轴交交点点的的

4、个个数数xyO11 5 10 112()|43|.f xxx练练2 2：函函数数 有有_个个零零点点2()4|3.g xxx练练3 3：函函数数 有有_个个零零点点24二、函数零点个数二、函数零点个数(2)x数数形形结结合合判判断断函函数数零零点点个个数数：看看函函数数图图象象与与 轴轴交交点点的的个个数数2()4|3.g xxx练练3 3：函函数数 有有_个个零零点点42()4|34_1_.yag xxxa：若若直直线线与与函函数数 图图象象有有 个个交交点点，则则实实数数 的的取取值值范范围围是是改改编编|13aa 24|3204_.xxaa ：若若方方程程有有 个个不不等等实实根根，则则

5、实实数数 的的取取值值范范围围是是改改编编|13aa 二、函数零点个数二、函数零点个数2(3)()22xf xx 求求函函数数的的零零点点个个数数.22()022022xxf xxx ：即即解解令令得得2()2()2xg xxh x 设设，xyO()()g xh x函函数数与与图图象象有有两两个个交交点点，(3)：将将函函数数零零点点个个数数问问题题数数形形结结合合两两函函数数图图象象交交点点转转化化成成个个数数问问题题；()2xh x 2()2g xx 21222xx方方程程有有两两个个不不相相等等实实数数根根，2()22xf xx函函数数有有两两个个零零点点.二、函数零点个数二、函数零点个

6、数(4)(),()()0,()0(,)yf xa bf af bf xa b 已已知知函函数数在在区区间间上上是是单单调调函函数数，且且图图象象连连续续，若若则则方方程程在在区区间间内内 （）A.A.至至少少有有一一个个实实数数根根 B.B.至至多多有有一一个个实实数数根根C.C.没没有有实实数数根根 D.D.有有唯唯一一的的实实数数根根()()(4.f af b 的的符符号号利利用用零零点点存存在在性性定定理理，即即，结结合合函函数数单单调调性性再再D二、函数零点个数二、函数零点个数4(),()()0()()0()(,)2 C 2yf xa b cabcf af bf bf cyf xa c

7、ABD 练练、函函数数图图象象连连续续不不断断，实实数数是是其其定定义义域域内内三三个个数数，且且满满足足，则则函函数数在在区区间间上上的的零零点点个个数数为为（）、奇奇数数个个、偶偶数数个个、至至少少 个个D5()ln26 f xxx例例、已已知知图图象象连连续续不不断断，且且其其部部分分函函数数值值对对应应如如下下，求求函函数数零零点点的的个个数数.x123456789f(x)-41.306 1.098 3.3865.6097.7919.94512.07914.197()(2,3)f x函函数数在在区区间间内内有有零零点点.该该如如何何得得到到这这个个零零点点？如何求函数近似零点如何求函数

8、近似零点问题：现有问题：现有1212个小球，体积均匀外表一致，但是其中个小球，体积均匀外表一致，但是其中有一个小球却比别的球重。如果给你一天平，最少要有一个小球却比别的球重。如果给你一天平，最少要称几次才可以找出这个比较重的球？称几次才可以找出这个比较重的球？解：解：第一次，两端各放第一次，两端各放6 6个小球，低的那一端一定有重球；个小球，低的那一端一定有重球；第二次，两端各放第二次，两端各放3 3个小球，低的那一端一定有重球；个小球，低的那一端一定有重球；第三次，两端各放第三次，两端各放1 1个小球，如果平衡，剩下的就是重个小球，如果平衡，剩下的就是重球；如果不平衡，则低的那一端就是重球。

9、球；如果不平衡，则低的那一端就是重球。3一、基础知识讲解一、基础知识讲解1()ln26(2,3)f xxx上上一一节节例例 可可得得函函数数在在区区间间内内有有唯唯一一的的零零点点.该该如如何何得得到到这这个个零零点点？那么零点是在那么零点是在(2，2.5)内，还是在内，还是在(2.5，3)内？内？f(2.5)f(3)0，f(x)在在(2.5，3)内有零点内有零点那么零点是在那么零点是在(2.5，2.75)内，还是在内，还是在(2.75，3)内？内？f(2.5)f(2.75)0，f(x)在在(2.5，2.75)内有零点内有零点区间区间(2，3)的中点是的中点是x=2.5区间区间(2.5，3)的

10、中点是的中点是x=2.75 一般的，我们把一般的，我们把 称为区间称为区间 的中点。的中点。通过通过缩小零点所在的范围缩小零点所在的范围，那么在，那么在一定一定的的精确度精确度的要求下，能得到零点的的要求下，能得到零点的近似值近似值。一般的，我们通过一般的，我们通过“取中点取中点”的方法逐步缩的方法逐步缩小零点所在的范围。小零点所在的范围。1 1、二分法的概念、二分法的概念 对于在区间对于在区间a,b上上连续不断连续不断、且、且f(a)f(b)0的的函数函数y=f(x)，通过不断把函数，通过不断把函数y=f(x)的零点所在的零点所在区间区间一分为二一分为二，使区间的两个端点，使区间的两个端点逐

11、步逼近零逐步逼近零点点，进而得到，进而得到零点近似值零点近似值的方法叫的方法叫二分法二分法。1:(),(1)(),(2)()0,()0(3)()0,()0(4)()()0yf xa byf xa bf af bf af bf af b 练练习习用用二二分分法法求求函函数数在在区区间间内内的的零零点点时时，需需要要条条件件有有在在区区间间上上的的图图象象是是连连续续不不断断，(1)(4)一、基础知识讲解一、基础知识讲解1 1、二分法的概念、二分法的概念 对于在区间对于在区间a,b上上连续不断连续不断、且、且f(a)f(b)0的的函数函数y=f(x)，通过不断把函数，通过不断把函数y=f(x)的零

12、点所在的零点所在区间区间一分为二一分为二，使区间的两个端点，使区间的两个端点逐步逼近零逐步逼近零点点，进而得到，进而得到零点近似值零点近似值的方法叫的方法叫二分法二分法。思考：思考：是不是所有的函数都可用二分法求零点？是不是所有的函数都可用二分法求零点？2()练练习习：下下列列函函数数不不能能用用二二分分法法求求零零点点的的近近似似值值的的有有 ABCDDxxxyyyy用用二二分分法法求求函函数数零零点点的的近近似似值值只只适适用用于于变变号号零零点点abababab x一、基础知识讲解一、基础知识讲解1 1、二分法的概念、二分法的概念 对于在区间对于在区间a,b上上连续不断连续不断、且、且f

13、(a)f(b)0的的函数函数y=f(x)，通过不断把函数，通过不断把函数y=f(x)的零点所在的零点所在区间区间一分为二一分为二，使区间的两个端点，使区间的两个端点逐步逼近零逐步逼近零点点，进而得到，进而得到零点近似值零点近似值的方法叫的方法叫二分法二分法。03()25(2,3)2.5_f xxxx 练练习习3 3:用用二二分分法法求求在在区区间间内内的的零零点点，取取区区间间中中点点，则则下下一一个个讨讨论论的的区区间间是是(2,2.5)1()ln26(0.1)f xxx 例例、求求的的零零点点精精确确度度的的近近似似解解 (2)1.30690,(3)1.098630,ff 解解：区间区间(

14、a,b)中点的值中点的值中点函数值符号中点函数值符号区间长度区间长度(2,3)2.52.752.6252.5625(2.5,3)(2.5,2.75)(2.5,2.625)(2.5,2.5625)2.53125由于由于|2.5-2.5625|=0.06250.1所以原函数精确度为所以原函数精确度为0.1的零点近似解为的零点近似解为2.5(或或2.5625)。10.50.250.1250.0625确定原始区间确定原始区间a,b，验证，验证 f(a)f(b)0，给定精确度，给定精确度 求区间求区间(a,b)的中点的中点c计算计算f(c);若若f(c)=0，则，则c就是就是 函数的零点函数的零点若若f

15、(a)f(c)0，则令，则令b=c (此时零点此时零点x0(a,c)若若f(b)f(c)0，则令，则令a=c (此时零点此时零点x0(c,b)判断是否达到精确度判断是否达到精确度，即若，即若|a-b|，则得到零，则得到零点的近似值点的近似值 a(或或b)；否则得重复；否则得重复 2 2、二分法的基本步骤、二分法的基本步骤例例2、已知方程、已知方程 2x+3x=7 的解在区间（的解在区间（1,2）内）内利用二分法求该方程的近似解（利用二分法求该方程的近似解（精确度精确度0.1）()237 (1)20,(2)30,xf xxff 解解：令令，则则区间区间中点的值中点的值中点函数近似值中点函数近似值

16、区间长度区间长度(1,2)1.50.331.251.375-0.28-0.871.43750.02(1,1.5)(1.25,1.5)(1.375,1.5)(1.375,1.4375)由于由于|1.375-1.4375|=0.06250.1所以原方程近似解可取所以原方程近似解可取1.375(或或1.4375)。10.250.50.1250.06251()338338=0(1,2)(1)0,(1.5)0,(1.25)0()(1,1.25)(1.25,1.5)(1.5,2)xxf xxxfffABCD 、已已知知，用用二二分分法法求求方方程程在在内内近近似似解解时时有有，则则方方程程的的根根落落在在

17、、不不能能确确定定0012()ln(1,2)(0.1)()34 56f xxxxxABCD 、已已知知函函数数在在区区间间内内有有一一零零点点，则则用用二二分分法法求求 近近似似值值 精精确确度度为为，需需将将区区间间等等分分次次数数为为 、B练习：练习：B3()()12 34f xABCD、已已知知函函数数图图象象如如示示，用用其其中中可可用用二二分分法法来来求求的的零零点点个个数数为为、3224()()23()()24()21Af xxBf xxCf xxxDf xxx 、下下列列函函数数不不能能用用二二分分法法求求零零点点近近似似值值的的有有 、C练习：练习：OxyD(,).2abxa

18、b 1 1、一一般般地地，我我们们把把叫叫做做区区间间的的中中点点2、对于在区间、对于在区间a,b上上连续不断连续不断、且、且f(a)f(b)0的函数的函数y=f(x)，通过不断把函数，通过不断把函数y=f(x)的零点所的零点所在区间在区间一分为二一分为二，使区间的两个端点，使区间的两个端点逐步逼近逐步逼近零点零点，进而得到，进而得到零点近似值零点近似值的方法叫的方法叫二分法二分法。确定区间确定区间a,b，验证，验证 f(a)f(b)0，给定精确度，给定精确度 求区间求区间(a,b)的中点的中点c计算计算f(c);若若f(c)=0，则，则c就是就是 函数的零点函数的零点若若f(a)f(c)0，则令，则令a=c (此时零点此时零点x0(c,b)判断是否达到精确度判断是否达到精确度，即若，即若|a-b|，则得到零，则得到零点的近似值点的近似值 a(或或b)；否则得重复；否则得重复 3 3、二分法的基本步骤、二分法的基本步骤