《用二分法求方程的近似解》课例一,教学内容人教版九义高中第二册二,教学目的过具体实例理解二分法的概念及其适用条件,了解二分法是求方程近似解的常用方法,从中体会函数与方程之间的联系及其在实际问题中的应用.能借助计算器用二分法求方程的近似解,并了解这一数学思想,为学习算法做准备.体会数学逼近过程,感受精确与近似的相对统一.三,教学重,难点重点通过用二分法求方程的近似解,体会函数的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.难点恰当地使用信息技术工具,利用二分法求给定精确度的方程的近似解.四,教学过程先创造情境;二分查找及高次多项式方程的求问题引入教师:大家先来看看下面这道计算机编程问题,可以发现什么。(第六届全国青少年信息学(计算机)奥林匹克分区联赛提高组初赛试题第15题)某数列有1000
个各不相同的单元,由低至高按序排列;现要对该数列进行二分法检索(binary-search),在最坏的情况下,需检索( )个单元。A.1000B.10 C.100 D.500这个需要二分法检索,举个例子说明下例:在有序的有N个元素的数组中查找用户输进去的数据x。 算法如下: 1.确定查找范围front=0,end=N-1,计算中项mid(front+end)/2。 2.若a[mid]=x或front>=end,则结束查找;否则,向下继续。3.若a[mid]x,说明待查找的元素值只可能在比中项元素小的范围内,则把mid-1的值赋给end,并重新计算mid,转去执行步骤2。相信大家对二分法有了简单认识吧!数学中需要用到二分法解决问题。由于实际问题的需要,我们经常需要寻求函数的零点(即的根),对于为一次或二次函数,我们有熟知的公式解法(二次时,称为求根公式).
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,有必要寻求其零点的近似解的方法,这是一个在计算数学中十分重要的课题.学生:二分法需要计算机辅助,能不能用纯数学解决?教师:可以。下面来介绍二分法。二分法及步骤:对于在区间,上连续不断,且满足·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.给定精度,用二分法求函数的零点近似值的步骤如下:1.确定区间,,验证·,给定精度;2.求区间,的中点;3.计算:现在先来分析条件;·”、“精度”、“区间中点”及“”的意义.若=,则就是函数的零点;若·