用二分法求方程的近似解
在班上任意组织两名学生玩猜数字游戏:由老师事先告知学生甲0~100内的任意一个数字,由学生乙猜一次,由学生甲判断数字是高了还是低了,…,直到猜中为止.游戏1:
¥2000以内¥1180游戏2:猜价格.
借助计算器,求方程x2-4x+2=0的一个近似解(精确到0.1).(1)设f(x)=x2-4x+2.作出函数的图象.xyO21234因为f(0)=2,f(1)=-1,所以函数图象在区间(0,1)上穿过x轴一次.同理:函数图象在区间(3,4)上穿过x轴一次.
方程在区间(0,1)与(3,4)内各有一解.xyO21234(2)判断根所在的区间.(3)缩小根所在的区间.如何缩小根所在的区间(0,1)?取区间的中点0.5.计算:f(0.5)=0.25>0,一个在区间(0.5,1).如此下去,…见表格.
x2-4x+2=0的一个近似解(精确到0.1).区间区间中点的值中点对应的函数值(0,1)0.50.250.75-0.43750.625-0.1093750.56250.066406250.59375-0.0224609380.5781250.021728515(0.5,1)(0.5,0.75)(0.5,0.625)(0.5625,0.625)(0.5625,0.59375)(0.578125,0.59375)……
说明:(1)确定零点所在的区间(a,b);(2)计算并判断符号;(3)缩小零点所在的区间;(4)不断进行上面的过程,直到零点所在的区间的两个端点的近似值相同(符合精确度的要求).
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,进而得到零点的近似值的方法叫做二分法.
例2.借助计算器,用二分法求方程2x=4-x的近似解(精确到0.1).f(x)=2x+x-4Ⅰ.确定零点所在的范围;Ⅱ.用二分法求近似解.
y=4-x442yxO221-3f(x)=2x+x-4yxOxy=2x112-1
解:记方程的根为x,根据函数y=2x与y=4-x的图象,x(1,2).f(1.5)>0,f(1)<0x∈(1,1.5);f(1.25)<0,f(1.5)>0x∈(1.25,1.5);f(1.375)<0,f(1.5)>0x∈(1.375,1.5);f(1.4375)>0,f(1.375)<0x∈(1.375,1.4375).故原方程的近似解为x≈1.4.