§3.1.2用二分法求方程的近似解教学目标:知识与技能通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。过程与方法让学生初步了解逼近、极限这一数学思想,培养学生探究问题的能力、严谨的科学态度和创新能力。探究与活动过程,适当借助现代化的计算工具解决问题,为学习算法做准备。情感、态度、价值观通过具体实例的探究,归纳概括所发现的结论或规律,体会从具体到一般的认知过程和数学逼近过程,感受精确与近似的相对统一。教学重点: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。教学难点: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。教学程序与环节设计:游戏导入推出课题实践探究总结提练知识拓展课外活动教具准备:多媒体课件、信息技术工具计算器、电脑Excel和《几何画板》软件等。教学过程与操作设计:环节教学内容设计师生双边互动创设情境引入新课师:大家看过李咏主持的《幸运52》节目吗?师:同学们,这里是林老师主持的《幸运52》节目现场,下面进行商品价格竞猜。生1:(猜师手中一款手机的价格)。师:你猜这件商品的价格,是如何想?生1:先初步估算一个价格,如果高了再每隔十元降低报价。生2:先初步估算一个价格,如果高了,再报一个价格;如果低了,就报两个价格和的一半;如果高了,再把报的低价与一半价相加再求其半,报出价格;……师:是按照生1那样每隔10元,还是按照生2那样来竟猜呢?生:(齐答)按照生2那样来竟猜。师:生2的回答,我们可以用一个动态过程来展示一下(展示多媒体课件,区间逼近法)。上述动态过程,每次都将所给区间一分为二,进行比较后得到新的区间,再一分为二,如此下去,逐步逼近商品价格。这种思想就是二分法。师:在现实生活中我们也常常利用这种思想。譬如,翻字典查英语单词(类似二分法);再譬如,有9个灯泡,其中一个烧坏了,如何尽快找到?师:我们体会到了二分法在实际生活中的用处,其实它在数学中也有很大的用处。今天这一节课我们要学习用二分法求方程的近似解。(板书课题)师:从学生感兴趣的《幸运52》节目进行商品价格竞猜,引导学生分析二分法的算法思想与方法,引入课题.生:体会二分查找的思想与方法.知识回顾:师:上一节课我们学习:方程=0有实数根函数的图象与X轴有交点有零点。方程的解就是相应函数的零点师:对于不能用公式求根的方程f(X)=0来说,我们可以将它与函数Y=f(X)联系起来,利用函数的图象和性质先找出函数零点所在区间。如果函数
组织探究在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有,那么,函数在区间(a,b)内有零点,即存在C(a,b),使得,这个C也就是方程=0的根。师:如何寻找解所在区间?生:估算和画图象先画出y=f(x)图象,观察图象与x轴的交点横坐标所处的范围;或画出y=g(x)和y=h(x)的图象,观察两图象的交点横坐标所处的范围(其中f(x)=g(x)-h(x))。例如:lgx+x-3=0师:下面看几个具体的方程提出问题:(多媒体)能否求解方程:生3:2x-1=0解为0.5,的解可用求根公式来解。师:那方程呢?这个方程我们不会解。生4:可以考虑求函数的零点。方程X3+3X-1=0的解,就是相应函数Y=X3+3X-1的零点,就是相应函数当函数值为零时自变量的值。师:存在零点吗?师:大家可以用描点法作出函数f(X)=X3+3X-1的图象:我们可以证明函数在R是连续单调增函数,根据f(0)0,因此函数在区间(0,1)内存在唯一零点。师:下面的问题是如何找出函数的零点?了解了二分法的思想,能否有助于求它的近似解。合作探究:求函数在(0,1)内的一个零点(精确到0.1)?(学生先按四人小组探究)。生5:如果能够将零点所在的范围尽量缩小,那么在一定精确度的要求下,我们可以得到零点的近似值。师:如何有效缩小根所在的区间?生5:通过“取中点”的方法逐步缩小零点所在的范围。(学生2人一组互相配合,一人按计算器,一人记录过程。)生6:取区间(0,1)的中点0.5,用计算器算得,因为,所以零点在区间(0,0.5)内。再取区间(0,0.5)的中点0.25,用计算器算得,因为,所以零点在区间(0.25,0.5)内。师:用图例演示根所在区间不断被缩小的过程,加深学生对上述方法的理解。师:引导学生应用函数单调性确定方程解的个数..师:从高次代数方程的解的探索,引导学生认识二分法.生:认真思考,运用所学知识寻求确定方程解的个数的方法,并进行、讨论、交流、归纳师:阐述二分法的逼近原理,引导学生理解二分法的算法思想,明确二分法求函数近似零点的具体步骤.师:引导学生分析理解求区间,的中点的方法.师:分析条件“·”、“精度”、“区间中点”及“”的意义.
师:引发学生思考在有效缩小根所在区间时,到什么时候才能达到所要求的精确度。师:由于(0,1)(0,0.5)(0.25,0.5),所以零点所在的范围越来越小。如果重复上述步骤,在一定精确度下,所得的零点所在区间内的任一点作为函数零点的近似值。特别地,可以将区间端点作为函数零点的近似值。师:下面请同学们再操作3步师:(用计算机展示用二分法逐步逼近零点,进而得到零点近似值):师:当精确度为0.1时,由于|0.375-0.3125|=0.06250.1,方程近似解为125生:结合引例“二分查找”理解二分法的算法思想与计算原理.总结提炼1、二分法的概念:(多媒体板书)对于在区间[a,b]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。师:给定精确度ε,能否总结用二分法求函数零点近似值的步骤?生7:(口述,多媒体板书)2、用二分法求函数零点近似值的步骤如下: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:若=,则就是函数的零点;若·