用二分法求方程的近似解市公開(kāi)課一等獎(jiǎng)省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

3.1.2用二分法求方程近似解第1頁(yè)（1）經(jīng)過(guò)用“二分法”求方程近似解,使學(xué)生體會(huì)函數(shù)零點(diǎn)與方程根之間聯(lián)絡(luò),初步形成應(yīng)用函數(shù)觀點(diǎn)處理問(wèn)題意識(shí)；(重點(diǎn)）（2）體會(huì)數(shù)學(xué)迫近過(guò)程，感受準(zhǔn)確與近似相對(duì)統(tǒng)一.

（難點(diǎn)）

第2頁(yè)

在一個(gè)風(fēng)雨交加夜里，從某水庫(kù)閘房到防洪指揮部電話線路發(fā)生了故障．這是一條10km長(zhǎng)線路，怎樣快速查出故障所在？

假如沿著線路一小段一小段查找，困難很多．每查一個(gè)點(diǎn)要爬一次電線桿，10km長(zhǎng)，大約有200多根電線桿呢．想一想，維修線路工人師傅怎樣工作最合理？BACDE第3頁(yè)

假設(shè)在區(qū)間[-1,5]上，f(x)圖象是一條連續(xù)曲線，且f(-1)>0,f(5)<0，即f(-1)f(5)<0，我們?cè)鯓右廊缟戏椒ㄇ蟮梅匠蘤(x)=0一個(gè)解?-1f(x)yxO12345第4頁(yè)

像上面這種求方程近似解方法稱為二分法.二分法定義：定義：對(duì)于在區(qū)間[a,b]上連續(xù)不停且f(a)·f(b)<0函數(shù)y=f(x),經(jīng)過(guò)不停地把函數(shù)f(x)零點(diǎn)所在區(qū)間一分為二，使區(qū)間兩個(gè)端點(diǎn)逐步迫近零點(diǎn)，進(jìn)而得到零點(diǎn)近似值方法叫做二分法（bisection）.第5頁(yè)【思索】(1)全部函數(shù)都有零點(diǎn)嗎？(2)若函數(shù)有零點(diǎn)，是否都可用二分法求出？xyoxyoxyo第6頁(yè)例1.求函數(shù)f(x)=x3+2x2-3x-6正數(shù)零點(diǎn)(準(zhǔn)確度為0.1).【解題指南】本題考查函數(shù)零點(diǎn)概念以及用二分法求函數(shù)零點(diǎn)詳細(xì)步驟.求正數(shù)零點(diǎn)，關(guān)鍵是確定一個(gè)包含此零點(diǎn)區(qū)間.【解析】確定一個(gè)包含正數(shù)零點(diǎn)區(qū)間(m，n)，且f(m)·f(n)<0.因?yàn)閒(0)=-6<0，f(1)=-6<0，f(2)=4>0，所以能夠取區(qū)間(1,2)作為計(jì)算初始區(qū)間.因?yàn)閒(1)=-6<0，f(2)=4>0，所以存在x0∈(1,2)，使f(x0)=0.用二分法逐步計(jì)算，列表以下：第7頁(yè)端點(diǎn)(中點(diǎn))端點(diǎn)或中點(diǎn)函數(shù)值符號(hào)取值區(qū)間f(1)<0,f(2)>0(1,2)f(1.5)<0(1.5，2)f(1.75)>0(1.5,1.75)第8頁(yè)因?yàn)閨1.75-1.6875|=0.0625<0.1.∴函數(shù)正零點(diǎn)近似值為1.6875.端點(diǎn)(中點(diǎn))端點(diǎn)或中點(diǎn)函數(shù)值符號(hào)取值區(qū)間f(1.625)<0(1.625,1.75)f(1.6875)<0(1.6875,1.75)第9頁(yè)給定準(zhǔn)確度,用二分法求函數(shù)f(x)零點(diǎn)近似值步驟以下：1.確定區(qū)間，驗(yàn)證，給定準(zhǔn)確度；2.求區(qū)間（a,b）中點(diǎn)c；3.計(jì)算（1）若，則c就是函數(shù)零點(diǎn)；（2）若,則令b=c(此時(shí)零點(diǎn)x0∈(a,c))；（3）若,則令a=c（此時(shí)零點(diǎn)x0∈(c,b)).即若，則得到零點(diǎn)近似值a(或b）；4.判斷是否到達(dá)準(zhǔn)確度：不然重復(fù)步驟2～4．第10頁(yè)例2.求函數(shù)f(x)=lnx+2x-6在區(qū)間（2，3）內(nèi)零點(diǎn)（準(zhǔn)確度為0.01）.解：畫(huà)出y=lnx及y=6-2x圖象，觀察圖象得，方程lnx=6-2x有唯一解，記為x1，且這個(gè)解在區(qū)間（2，3）內(nèi)y=－2x+6y=lnx6Ox1234y第11頁(yè)根所在區(qū)間區(qū)間端點(diǎn)函數(shù)值符號(hào)中點(diǎn)值中點(diǎn)函數(shù)值符號(hào)（2，3）f(2)<0,f(3)>02.5f(2.5)<0（2.5，3）f(2.5)<0，f(3)>02.75f(2.75)>0（2.5，2.75）f(2.5)<0，f(2.75)>02.625f(2.625)>0（2.5，2.625）f(2.5)<0,f(2.625)>02.5625f(2.5625)>0（2.53125，2.5625）f(2.5)<0f(2.5625)>0（2.5，2.5625）f(2.53125)<0f(2.5625)>0f(2.53125)<02.53906252.546875（2.53125，2.546875）2.53125f(2.5390625)>0f(2.53125)<0f(2.546875)>0（2.53125，2.5390625）f(2.546875)>0f(2.53125)<0,f(2.5390625)>0列出下表：第12頁(yè)因?yàn)樗?，能夠?qū)⒆鳛楹瘮?shù)零點(diǎn)近似值，也即方程近似根.注意準(zhǔn)確度第13頁(yè)2.二分法求函數(shù)零點(diǎn)步驟記憶口訣定區(qū)間，找中點(diǎn)；中值計(jì)算兩邊看.同號(hào)丟，異號(hào)算，零點(diǎn)落在異號(hào)間.重復(fù)做，何時(shí)止，準(zhǔn)確度來(lái)把關(guān)口.第14頁(yè)

對(duì)二分法概念了解【技法點(diǎn)撥】利用二分法求函數(shù)零點(diǎn)需具備二個(gè)條件(1)函數(shù)圖象在零點(diǎn)附近連續(xù)不停.(2)在該零點(diǎn)左右函數(shù)值異號(hào).第15頁(yè)【典例訓(xùn)練】1.以下圖象與x軸都有交點(diǎn)，其中不能用二分法求函數(shù)零點(diǎn)是()2.下面關(guān)于二分法敘述，正確是(

)(A)用二分法可求全部函數(shù)零點(diǎn)近似值(B)用二分法求方程近似解時(shí)，能夠準(zhǔn)確到小數(shù)點(diǎn)后任一位(C)二分法無(wú)規(guī)律可循(D)只有在求函數(shù)零點(diǎn)時(shí)才用二分法BB第16頁(yè)

用二分法求函數(shù)零點(diǎn)【技法點(diǎn)撥】1.用二分法求函數(shù)零點(diǎn)近似值應(yīng)遵照標(biāo)準(zhǔn)(1)需依據(jù)圖象預(yù)計(jì)零點(diǎn)所在初始區(qū)間［m,n］(普通采取預(yù)計(jì)值方法完成).(2)取區(qū)間端點(diǎn)平均數(shù)c，計(jì)算f(c)，確定有解區(qū)間是［m,c］還是［c,n］，逐步縮小區(qū)間“長(zhǎng)度”，直到區(qū)間兩個(gè)端點(diǎn)符合準(zhǔn)確度要求，終止計(jì)算，得到函數(shù)零點(diǎn)近似值.第17頁(yè)【典例訓(xùn)練】1.利用計(jì)算器，算出自變量和函數(shù)值對(duì)應(yīng)值以下表：x1.01.41.82.22.63.0…y=2x2.02.6393.4284.5956.0638.0…y=x21.01.963.244.846.769.0…那么方程2x=x2一個(gè)根所在區(qū)間為()(A)(0.6,1.0)(B)(1.4,1.8)(C)(1.8,2.2)(D)(2.6,3.0)2.求方程x2=2x+1一個(gè)近似解(準(zhǔn)確度為0.1).C第18頁(yè)1.二分法求函數(shù)零點(diǎn)近似值適合于()(A)零點(diǎn)兩側(cè)函數(shù)值符號(hào)相反(B)零點(diǎn)兩側(cè)函數(shù)值符號(hào)相同(C)都適合(D)都不適