3.1.2用二分法求方程的近似解
复习回顾问题1:函数的零点与相应方程的实数根有怎样的关系?
问题2:函数一定有零点吗?在怎样的条件下函数一定有零点?
问题3:你会解下列方程吗?你会解方程lnx+2x-6=0的近似解吗?2x-6=0;2x2-3x+1=0;lnx+2x-6=0问题4:如何找出函数零点的近似值?(误差小于0.1)
有一个很直观的想法:如果能将解所在区间的范围缩小,那么在此精确度要求下,我们就可以得到解的近似值.例:求方程的近似解(误差小于0.1).问题可以转化为函数零点的近似值。由前面的分析可知,联系方程的根和函数的零点的关系,解:∵f(2)<0,f(3)>0∴f(2)f(3)<0∴函数在(2,3)内有一个零点
求函数在区间(2,3)内零点的近似值.区间中点的值中点函数近似值区间长度(2,3)(2.5,3)(2.5,2.75)(2.5,2.5625)2.52.752.6252.5625(2.5,2.625)-0.0840.5120.2150.06610.50.250.1250.0625(精确度为0.1)所以方程的近似解为
思考:通过这种方法,是否可以得到任意精确度的近似值?(如精确度为0.01)
区间中点的值中点函数近似值区间长度(2,3)(2.5,3)(2.5,2.75)(2.5,2.5625)(2.53125,2.5625)(2.53125,2.546875)(2.53125,2.5390625)2.52.752.6252.56252.531252.546875(2.5,2.625)2.53906252.53515625-0.0840.5120.2150.066-0.0090.0290.0100.00110.50.250.1250.06250.031250.0156250.0078125(精确度为0.01)
所以我们可将此区间内的任意一点作为函数零点的近似值,特别地,可以将区间端点作为零点的近似值.由于如图设函数的零点为,则=2.53125,=2.5390625,...所以所以方程的近似解为
对于在区间上连续不断且的函数,通过不断地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做二分法二分法
问题5:你能归纳出“给定精确度ε,用二分法求函数零点近似值的步骤”吗?
3.计算;(1)若,则就是函数的零点;1.确定区间,验证,给定精确度;2.求区间的中点;(2)若,则令(此时零点).(3)若,则令(此时零点).4.判断是否达到精确度:即若,则得到零点近似值(或);否则重复2~4.给定精确度,用二分法求函数零点近似值的步骤如下:
012346578-6-2310214075142273列表利用几何画板绘制函数图像尝试: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0.1).分析:先确定函数零点的范围;再用二分法去求方程的近似解
尝试:借助计算器或计算机用二分法求方程的近似解(精确度0.1).
区间中点的值中点的函数值区间的长度|1.375-1.4375|=0.0625