2023年用二分法求方程的近似解课件 3.1.2用二分法求方程的近似解实用

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用二分法求方程的近似解课件 用二分法求方程的近似解篇1

1.下列函数零点不宜用二分法的是()

(x)=x3-8 (x)=lnx+3

(x)=x2+22x+2 (x)=-x2+4x+1

解析 由题意知选c.

答案 c

2.用二分法求方程f(x)=0在(1,2)内近似解的过程中得f(1)0,f()0,f()0,则方程的根在区间()

a.(,) b.(1,)

c.(,2) d.不能确定

解析 由题意知f()f()0,方程的根在区间(,)内,故选a.

答案 a

3.若函数f(x)=x3+x2-2x-2的一个正数零点附近的函数值用二分法计算,参考数据如下:

f(1)=-2 f()= f()=-

f()=- f( 5)= f( 25)=-

那么方程x3+x2-2x-2=0的一个近似根(精确度)为________.

解析 根据题意知函数的零点在 25至 5之间,

因为此时| 25|= ,故方程的一个近似根可以是 5.答案不唯一,可以是[ 5, 25]之间的任意一个数.

答案 5

4.求函数f(x)=x2-5的负零点(精确度).

解析 由于f(-2)=-10,

f(-3)=40,

故取区间(-3,-2)作为计算的初始区间,用二分法逐次计算,列表如图:

区间 中点 中点函数值(或近似值)

(-3,-2) -

(-,-2) -

(-,-2) - - 4

(-,-) - 5 - 8

(-,- 5) - 75 - 1

由于|-(- 5)|= ,

所以函数的一个近似负零点可取-

一、选择题(每小题5分,共20分)

1.方程12x=ln x的根的个数是()

解析 方法一:令f(x)=ln x-12x,

则f(1)=-120,f(e)=1-12e0,

f(x)在(1,e)内有零点.又f(x)在定义域(0,+)上为增函数,

f(x)在定义域内仅有1个零点.

方法二:作出y=12x与y=ln x的图象观察可知只有一个交点.故选b.

答案 b

2.方程2x-1+x=5的解所在的区间是()

a.(0,1) b.(1,2)

c.(2,3) d.(3,4)

解析 令f(x)=2x-1+x-5,则f(2)=2+2-5=-10,f(3)=22+3-5=20,从而方程在区间(2,3)内有解.故选c.

答案 c

3.利用计算器,算出自变量和函数值的对应值如下表:

x

y=2x

y=x2

那么方程2x=x2的一个根所在区间为()

a.(,) b.(,)

c.(,) d.(,)

解析 设f(x)=2x-x2,由表格观察出在x=时,2xx2,即f()在x=时,2x

答案 c

4.函数f(x)=ex-1x的零点所在的区间是()

,12 ,1

,32 ,2

解析 f(12)=e-20,

f(1)=e-10,

∵f(12)f(1)0,

f(x)的零点在区间12,1内,故选b.

答案 b

二、填空题(每小题5分,共10分)

5.用二分法求函数y=f(x)在区间(2,4)上的近似解,验证f(2)f(4)0,给定精确度=,取区间(2,4)的中点x1=2+42=3,计算得f(2)f(x1)0,则此时零点x0________(填区间).

解析 由f(2)f(3)0可知.

答案 (2,3)

6.用二分法求方程x3-2x-5=0在区间[2,3]内的`实数根时,取区间中间x0=,那么下一个有根区间是________.

解析 ∵f(2)0,f()0,

下一个有根区间是(2,).

答案 (2,)

三、解答题(每小题10分,共20分)

7.求方程2x3+3x-3=0的一个近似解(精确度).

解析 设f(x)=2x3+3x-3,经试算,f(0)=-30,f(1)=20,所以函数在(0,1)内存在零点,即方程2x3+3x-3=0在(0,1)内有实数解,取(0,1)的中点,经计算f()0,又f(1)0,所以方程2x3+3x-3=0在(,1)内有解.

如此继续下去,得到方程的一个实数解所在的区间,如下表:

(a,b) (a,b)的中点 f(a) f(b) fa+b2

(0,1) f(0)0 f(1)0 f()0

(,1) f()0 f(1)0 f()0

(,) f()0 f()0 f()0

(,) 5 f()0 f()0 f( 5)0

因为| |= ,所以方程2x3+3x-3=0的精确度为的一个近似解可取为

8.求方程ln x+x-3=0在(2,3)内的根(精确到).

解析 令f(x)=ln x+x-3,即求函数f(x)在(2,3)内的零点.

用二分法逐步计算.列表如下:

区间 中点 中点函数值

[2,3] 3

[2,] 9

[2,] - 2

[,] 5 - 7

[ 5,]

由于区间[ 5,]的长度 5= ,所以其两个端点的近似值就是方程的根.

9.(10分)在一个风雨交加的夜里,从某水库闸房到防洪指挥部的电话线路发生了故障,这是一条10 km长的线路,如何迅速查出故障所在?

如果沿着线路一小段一小段查找,困难很多,每查一个点要爬一次电线杆子,10 km长,大约有200多根电线杆子呢!想一想,维修线路的工人师傅怎样工作最合理?

解析

他首先从点c查,用随身带的话机向两端测试时,发现ac段正常,断定故障在bc段,再查bc段中点d,这次发现bd段正常,可见故障在cd段,再查cd中点e.

这样每查一次,就可以把待查的线路长度缩减一半,故经过7次查找,即可将故障发生的范围缩小到50 m~100 m之间,即一两根电线杆附近.

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