高考數學用二分法求函式零點的近似值知識點
二分法所屬現代詞,指的是數學領域的概念,在高中數學課程中會有學到,下面是小編給大家帶來的,希望對你有幫助。
二分法的定義:
對於區間[a,b]上連續不斷,且fa·fb<0的函式y=fx,通過不斷把函式fx的零點所在的區間一分為二,使區間的兩個端點逐步逼近零點,進而得到零點近似解的方法叫做二分法。
給定精確度ξ,用二分法求函式fx的零點的近似值的步驟:
1確定區間[a,b],驗證fa·fb<0,給定精確度ξ;
2求區間a,b的中點x1;
3計算fx1,
①若fx1=0,則就是函式的零點;
②若fa·fx1<0,則令b=x1此時零點x0∈a,x1;
③若fx1·fb<0,則令a=x1此時零點x0∈x1,b;
4判斷是否達到精確度ξ,即若|a-b|<ξ,則達到零點近似值a或b;否則重複2-4。
利用二分法求方程的近似解的特點:
1二分法的優點是思考方法非常簡明,缺點是為了提高解的精確度,求解的過程比較長,有些計算不用計算工具甚至無法實施,往往需要藉助於科學計算器.
2二分法是求實根的近似計算中行之有效的最簡單的方法,它只要求函式是連續的,因此它的使用範圍很廣,並便於在計算機上實現,但是它不能求重根,也不能求虛根。
關於用二分法求函式零點近似值的步驟應注意以下幾點:
①第一步中要使區間長度儘量小,fa,fb的值比較容易計算,且fa.fb<0;
②根據函式的零點與相應方程根的關係,求函式的零點與求相應方程的根是等價的,對於求方程fx=gx的根,可以建構函式Fx=fx-gx,函式Fx的零點即為方程fx=gx的根;
③設函式的零點為x0,則a<x0<b,作出數軸,在數軸上標出a,b,x0對應的點,如圖,所以0<x0-a<b-a,a一b<x0-b<0.由於|a -b|<ε,所以|x0 -a|<b-a<ε,|x0 -b|<|a -b|<ε即a或b作為函式的零點x0的近似值都達到給定的精確度ε
④我們可用二分法求方程的近似解.由於計算量大,而且是重複相同的步驟,因此,我們可以通過設計一定的計算程式,藉助計算器或計算機完成計算.
數學用二分法求函式零點的近似值練習
用二分法求方程的近似解
在一個風雨交加的夜裡,從某水庫閘房到防洪指揮部的電話線路發生了故障.這是一條10 km長的線路,如何才能迅速查出故障所在?如果沿著線路一小段一小段查詢,困難很多,每查一個點要爬一次電線杆,10 km長的線路,大約有200根電線杆,想一想,維修線路的工人師傅怎樣工作才合理?
基礎鞏固
1.方程|x2-3|=a的實數解的個數為m,則m不可能等於
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:由圖可知y=|x2-3|與y=a不可能是一個交點.
答案:A
2.對於函式fx=x2+mx+n,若fa>0,fb>0a<b,則在a,b內fx
A.一定有零點 B.一定沒有零點
C.可能有兩個零點 D.至多有一個零點
解析:畫y=fx的大致圖象分析,也可取m,n,a,b的特殊值,很容易判斷fx在a,b內可能有兩個零點.
答案:C
3.已知函式fx在區間0,a上有唯一的零點a>0,在用二分法尋找零點的過程中,依次確定了零點所在的區間為0,a2,0,a4,0,a8,則下列說法中正確的是
A.函式fx在區間0,a16無零點
B.函式fx在區間0,a16或a16,a8內有零點
C.函式fx在a16,a內無零點
D.函式fx在區間0,a16或a16,a8內有零點,或零點是a16
解析:由二分法求函式零點的原理可知選D.
答案:D
4.奇函式fx=x3+bx2+cx的三個零點是x1,x2,x3,滿足x1x2+x2x3+x3x1=-2,則b+c=________.
解析:∵fx為奇函式,∴b=0,故fx=x3+cx有一個零點是0,不妨設x1=0,則x2,x3是x2+c=0的二根,故x2x3=c,由x1x2+x2x3+x3x1=-2得c=-2,故b+c=0-2=-2.
答案:-2
5.已知函式fx的圖象是連續不斷的,有如下的x,fx對應值:
x123456
fx1210-24-5-10
函式fx在區間[1,6]上的零點至少有__________個.