2013高一数学必修1课件：2.4.2求函数零点近似解的一种计算方法——二分法﹝新人教B版﹞.ppt

;已知y＝f(x)的图象． 问题1：函数y＝f(x)有几个零点？ 提示：三个． 问题2：观察图象，在零点两侧函数值有何不同？ 提示：在x1、x3的两侧函数值异号，在x2的两侧函数值同号．; 变号零点与不变号零点 如果函数y＝f(x)在一个区间[a，b]上的 ，并且在它的两个端点处的函数值异号，即 ，则这个函数在这个区间上至少有一个零点，即存在一点x0∈(a，b)，使f(x0)＝0.如果函数图象通过零点时 ，则称这样的零点为变号零点．如果没有 ，则称这样的零点为不变号零点.; 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，如果沿着线路一小段一小段查找，困难很多，每查一点就要爬一次电线杆子.10 km长，大约有200多根电线杆子(如图);问题1：维修线路的工人师傅怎样工作最合理？ 提示：首先从AB的中点C查，随带话机向两端测试，若发现AC正常，断定故障在BC段，再取BC的中点D，再测CD和BD. 问题2：在有限次重复相同的步骤下，能否最快地查出故障? 提示：能．; 1．二分法的原理 我们把每次取区间的中点，将区间一分为二再经比较，按需要留下一个小区间的方法称为 ．它是通过不断地把函数的零点所在区间一分为二，使区间的两个端点逐步逼近零点，进而得到近似值的方法．; 2．二分法的步骤 第一步：在D内取一个闭区间[a0，b0]?D，使f(a0)与f(b0)异号，即f(a0)·f(b0)0.零点位于区间[a0，b0]中．; 继续实施上述步骤，直到区间[an，bn]，函数的零点总位于区间[an，bn]上，当an和bn按照给定的精确度所取的近似值相同时，这个相同的近似值就是函数y＝f(x)的近似零点，计算终止．这时函数y＝f(x)的近似零点满足给定的精确度.; (1)二分法就是通过不断逼近的办法，找到零点附近足够小的区间，根据所要求的精确度，用此区间的某个数值近似地表示零点． (2)用二分法求函数的零点近似值的方法仅对函数的变号零点适用，对函数的不变号零点不适用．; [例1]　下列函数图象与x轴均有交点，其中不能用二分法求图中函数零点的是 (　　); [精解详析]　利用二分法求函数零点必须满足零点两侧函数值异号．在B中，不满足f(a)·f(b)＜0，不能用二分法求零点；A、C、D中零点两侧函数值异号，故可采用二分法求零点． [答案]　B; [一点通]　判断一个函数能否用二分法求其零点的依据是：其图象在零点附近是连续不断的，且该零点为变号零点．因此，用二分法求函数的零点近似值的方法仅对函数的变号零点适用，对函数的不变号零点不适用．;1.函数f(x)的图象如图所示，函数f(x)的变号零点个数 为 (　　) A．0　　　　　　 B．1 C．4 D．3 解析：由图可知，图象与x轴有4个公共点，3个穿过x轴，共有4个零点，其中有3个变号零点． 答案：D; [例2]　用二分法求函数f(x)＝x3－x－2的一个正实数零点(精确到0.1)． [思路点拨]　解答本题可先确定函数的一个零点所在的大致区间，然后将区间不断一分为二使其零点的范围越来越小，直至所得区间两端点按精确度要求取得同一个值时，求解结束． [精解详析]　由f(1)＝－20，f(2)＝40，可以确定区间[1,2]作为计算的初始区间，用二分法逐步计算，具体如表：; 由表中数据可知，区间[1.5,1.531 25]的左、右端点精确到0.1所取的近似值都是1.5，所以1.5可作为所求函数的一个正实数零点的近似值．; [一点通]　 (1) 用二分法求函数的零点应遵循的原则: 首先要选好计算的初始区间，这个区间既要包含所求的零点，又要使其长度尽量小；其次要根据给定的精确度，及时检验所得区间的端点值按照所给的精确度所取的近似值是否相同，以决定是停止还是继续计算．; (2)用二分法求函数的零点的近似值，可借助于计算器一步步求解即可.在计算时可借助表格或数轴清晰地描述逐步缩小零点所在的区间的过程.在区间两端点的值按照给定的精确度所取的近似值相同时，运算结束．;2．用二分法研究函数f(x)＝x3＋3x－1的零点时，第一次经 计算f(0)0，f(0.5)0，可得