3.1.2 用二分法求方程的近似解
一、基础过关
1.用“二分法”可求近似解,对于精确度ε说法正确的是( )
A.ε越大,零点的精确度越高
B.ε越大,零点的精确度越低
C.重复计算次数就是ε
D.重复计算次数与ε无关
2.下列图象与x轴均有交点,其中不能用二分法求函数零点的是( )
3.对于函数f(x)在定义域内用二分法的求解过程如下:f(2 011)<0,f(2 012)<0,f(2 013)>0,则下列叙述正确的是( )
A.函数f(x)在(2 011,2 012)内不存在零点
B.函数f(x)在(2 012,2 013)内不存在零点
C.函数f(x)在(2 012,2 013)内存在零点,并且仅有一个
D.函数f(x)在(2 011,2 012)内可能存在零点
4.用二分法求函数f(x)=x3+5的零点可以取的初始区间是( )
A.[-2,1] B.[-1,0]
C.[0,1] D.[1,2]
5.若函数f(x)的图象是连续不间断的,根据下面的表格,可以断定f(x)的零点所在的区间为________.(只填序号)
①(-∞,1] ②[1,2] ③[2,3] ④[3,4]
⑤[4,5] ⑥[5,6] ⑦[6,+∞)
x 1 2 3 4 5 6
f(x) 136.123 15.542 -3.930 10.678 -50.667 -305.678
6.用“二分法”求方程x3-2x-5=0在区间[2,3]内的实根,取区间中点为x0=2.5,那么下一个有根的区间是________.
7.用二分法求方程x3-x-1=0在区间[1.0,1.5]内的实根.(精确到0.1)
8.已知函数f(x)=x2+x+a (a<0)在区间(0,1)上有零点,求实数a的取值范围.
二、能力提升
9.设f(x)=3x+3x-8,用二分法求方程3x+3x-8=0在x∈(1,2)内近似解的过程中得f(1)<0,f(1.5)>0,f(1.25)<0,则方程的根落在区间( )
A.(1,1.25) B.(1.25,1.5)
C.(1.5,2) D.不能确定
10.利用计算器,列出自变量和函数值的对应关系如下表:
x y=2x y=x2 x y=2x y=x2
0.2 1.149 0.04 0.6 1.516 0.36
1.0 2.0 1.0 1.4 2.639 1.96
1.8 3.482 3.24 2.2 4.595 4.84
2.6 6.063 6.76 3.0 8.0 9.0
3.4 10.556 11.56 … … …
那么方程2x=x2的一个根位于下列哪个区间内( )
A.(0.6,1.0) B.(1.4,1.8)
C.(1.8,2.2) D.(2.6,3.0)
11.函数f(x)的图象如下图所示,则该函数变号零点的个数是________.
12.在26枚崭新的金币中,混入了一枚外表与它们完全相同的假币(重量稍轻),现在只有一台天平,请问:你最多称几次就可以发现这枚假币?
三、探究与拓展
13.已知函数f(x)=3ax2+2bx+c,a+b+c=0,f(0)>0,f(1)>0,证明a>0,并利用二分法证明方程f(x)=0在[0,1]内有两个实根.
答案
1.B 2.A 3.D 4.A
5.③④⑤
6.[2,2.5]
7.解 令f(x)=x3-x-1,f(1.0)=-1<0,f(1.5)=0.875>0.
用二分法逐项计算,列表如下:
区间 中点的值 中点函数近似值
(1.0,1.5) 1.25 -0.297
(1.25,1.5) 1.375 0.225
(1.25,1.375) 1.312 5 -0.052
(1.312 5,1.375) 1.343 75 0.083
∵区间[1.312 5,1.343 75]的左右端点精确到0.1时的近似值为1.3,
∴方程x3-x-1=0在区间[1.0,1.5]内的实根的近似解为1.3.
8.解 由于函数f(x)的图象的对称轴是x=- (0,1),所以区间(0,1)上的零点是变号零点,因此有f(0)f(1)<0,即a(2+a)<0,所以-2
9.B 10.C 11.3
12.解 第一次各13枚称重,选出较轻一端的13枚,继续称;第二次两端各6枚,若平衡,则剩下的一枚为假币,否则选出较轻的6枚继续称;
第三次两端各3枚,选出较轻的3枚继续称;
第四次两端各1枚,若不平衡,可找出假币;若平衡,则剩余的是假币.
∴最多称四次.
13.证明 ∵f(1)>0,∴3a+2b+c>0,即3(a+b+c)-b-2c>0,
∵a+b+c=0,∴-b-2c>0,则-b-c>c,即a>c.
∵f(0)>0,∴c>0,则a>0.
在[0,1]内选取二等分点,则f=a+b+c=a+(-a)=-a<0.
∵f(0)>0,f(1)>0,∴f(x)在区间和上至少各有一个零点,
又f(x)最多有两个零点,从而f(x)=0在[0,1]内有两个实根.
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