2017-2018学年高中数学人教A版必修1学案:3.1函数与方程(8份)

文档属性

名称 2017-2018学年高中数学人教A版必修1学案:3.1函数与方程(8份)
格式 zip
文件大小 2.3MB
资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2017-11-27 16:16:05

文档简介

3.1.1 函数与方程
课堂导学
三点剖析
一、函数的零点概念及求法
【例1】 求函数y=-x2-2x+3的零点,并指出y>0,y<0时,x的取值范围.
解析:解二次方程-x2-2x+3=0得,
x1=-3,x2=1,
∴函数y=-x2-2x+3的零点为-3,1.
y=-x2-2x+3=-(x+1)2+4,画出这个函数的简图,从图象上可以看出当-3<x<1时,y>0.当x<-3或x>1时,y<0.
∴函数y=-x2-2x+3的零点是-3,1.
y>0时,x的取值范围是(-3,1);y<0时,x的取值范围是(-∞,-3)∪(1,+∞).
温馨提示
函数的零点即对应方程的根.本题借助零点和二次函数的图象得出不等式ax2+bx+c>0(<0)的解集.
二、函数零点的应用
【例2】 已知函数f(x)=x3-8x+1在区间[2,3]内的一部分函数值如下表所示.根据此表及图象,你能探究出方程x3-8x+1=0的一个实根所在的区间吗?(精确到0.1)
x
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
f(x)
-7
-6.539
-5.952
-5.233
-4.376
-3.375
x
2.6
2.7
2.8
2.9
3

f(x)
-2.224
-0.917
0.552
2.189
4

解析:观察表格并利用描点法作出f(x)的大体图象,发现当自变量x由2变到3时,其函数值由-7逐渐接近于0,再变为正值,在此变化过程中,由于y=f(x)的图象是一条连续不断的曲线,所以必存在一点x0使得f(x)=0,即x03-8x0+1=0,此x0所在的区间为[2.7,2.8].
温馨提示
判断零点所在的区间方法有两个:
1.f(a)·f(b)<0,且图象在[a,b]上连续不断.
2.利用函数图象,直接观察判断,该方法关键是准确作图,简单函数的图象可以由“列表→描点→连线”而完成,复杂函数的图象可以借助计算机等辅助数学工具,例如几何画板工具软件,TI图形计算器等.这里对函数单调性的分析可以帮助确定零点个数.
【例3】 已知函数y=f(x)在区间[a,b]上是连续不断的曲线,判断下列结论,正确的是______.
①若f(a)·f(b)<0,则在区间(a,b)内函数f(x)有且仅有一个零点 ②若f(a)·f(b)>0,则在区间(a,b)内函数f(x)无零点 ③若f(x)在(a,b)内有零点,必有f(a)·f(b)<0④若f(a)·f(b)≤0,则函数f(x)在(a,b)内有零点 ⑤若f(a)·f(b)<0,则函数f(x)在(a,b)内有零点
解析:本题设计的目的是为了加深对零点存在性定理的正确理解.①有条件f(a)·f(b)<0成立,则在(a,b)内可能不止一个零点;②是在f(a)·f(b)>0的情况下,未必无零点;③在(a,b)内有零点,也未必有f(a)·f(b)<0成立;④注意端点问题,可能a、b恰好使得f(x)=0.本题从多侧面、多角度考查对定理的理解,对培养学生思维的严密性很有帮助.
答案:⑤
温馨提示
对于一个定理和结论的理解,要做到逐字逐句地去琢磨、分析.条件具备,则结论正确;条件不具备,则结论未必不成立;结论成立,而条件未必成立.注意思维的严密性.
各个击破
类题演练1
求y=x2+2x+1的零点,并指出y>0的取值范围.
解析:令x2+2x+1=0,∴x=-1.
∴y=x2+2x+1的零点为-1.
y>0的取值范围为x≠-1.
变式提升1
(1)若函数f(x)=x2+ax+b的零点是2和-4,求a、b的值.
解析:由条件得 ∴
(2)求函数y=x3-7x+6的零点.
解析:∵x3-7x+6=(x3-x)-(6x-6)
=x(x2-1)-6(x-1)=x(x+1)(x-1)-6(x-1)=(x-1)(x2+x-6)=(x-1)(x-2)(x+3),
解x3-7x+6=0,
即(x-1)(x-2)(x+3)=0,x1=-3,x2=1,x3=2.
∴函数y=x3-7x+6的零点为-3,1,2.
类题演练2
函数f(x)=x2+ax+b的零点是-1和2,判断函数g(x)=ax3+bx+4的零点所在的大致区间.
思路分析:函数f(x)的零点就是方程f(x)=0的根,即x2+ax+b=0的根,由根与系数的关系可求得a、b的值,从而可求解.
解:∵-1和2是函数f(x)=x2+ax+b的零点,∴-1+2=-a,-1×2=b,即a=-1,b=-2.
∴g(x)=-x3-2x+4.
∵g(1)=1,g(2)=-8,g(1)5g(2)<0,∴g(x)在区间(1,2)内有一个零点.
又∵g(x)在R上是单增函数,∴g(x)只有一个零点.
变式提升2
利用函数的图象,指出下列函数零点所在的大致区间:
(1)f(x)=-x3-2x+1;(2)f(x)=e1+x+2x+2.
解析:(1)用计算器或计算机作出x、f(x)的对应值表(如下表)及其图象(如图1).
x
-3
-2
-1
0
1
2
3
f(x)
34
13
4
1
-2
-11
-32
3.1.2 用二分法求方程的近似解
课堂导学
三点剖析
一、用二分法求相应方程的近似解
【例1】 证明方程x3-3x+1=0在区间(1,2)内必有一根,并求出这个根的近似值(精确到0.01).
证明:令f(x)=x3-3x+1,则f(x)在区间[1,2]上的图象是一条连续不断的曲线.
∵f(1)=1-3+1=-1<0,
f(2)=8-6+1=3>0,
∴f(1)·f(2)<0,
∴函数f(x)在区间(1,2)内必有一零点,
∴方程x3-3x+1=0在区间(1,2)内必有一根x0.
取区间(1,2)的中点x1=1.5,
用计算器算得f(1.5)=-0.125.
因为f(1.5)·f(2)<0,
所以x0∈(1.5,2).
再取(1.5,2)的中点x2=1.75,
用计算器算得f(1.75)=1.109 375.
因为f(1.5)·f(1.75)<0,
所以x0∈(1.5,1.75).
又取(1.5,1.75)的中点x3=1.625.
用计算器算得f(1.625)=0.416 015 625.
因为f(1.5)·f(1.625)<0,
所以x0∈(1.5,1.625).
取(1.5,1.625)的中点x4=1.562 5,
用计算器算得f(1.562 5)=0.127 197 265 625.
因为f(1.5)·f(1.562 5)<0,
所以x0∈(1.5,1.562 5).
取(1.5,1.562 5)的中点x5=1.531 25时,
用计算器算得
f(1.531 25)=-0.003 387 451 171 875.
因为f(1.531 25)·f(1.562 5)<0,
所以x0∈(1.531 25,1.562 5).
取(1.531 25,1.562 5)的中点
x6=1.546 875时,
用计算器算得
f(1.546 875)=0.060 771 942 138 671 875.
因为f(1.531 25)·f(1.546 875)<0,
所以x0∈(1.531 25,1.546 875).
同理,可算得 f(1.531 25)·f(1.539 062 5)<0,
x0∈(1.531 25,1.539 062 5);f(1.531 25)·
f(1.535 156 25)<0,x0∈(1.531 25,1.535 156 25).
又当取(1.531 25,1.535 156 25)的中点x9=1.533 203 125时,
f(1.531 25)·f(1.533 203 125)<0,
即x0∈(1.531 25,1.533 203 125).
由于|1.531 25-1.533 203 125|=0.001 953 125<0.01,
此时区间(1.531 25,1.533 203 125)的两个端点精确到0.01的近似值都是1.53,所以原方程精确到0.01的近似值为1.53.
二、对二分法再理解
【例2】有一块边长为30 cm的正方形铁皮,将其四个角各截去一个边长为x cm的小正方形,然后折成一个无盖的盒子,如果要做成一个容积是1 200 cm3的无盖盒子,那么截去的小正方形的边长x是多少厘米(精确到0.1 cm)?
解析:盒子的体积y和以x为自变量的函数解析式为y=(30-2x)2x.
如果要做成一个容积是1 200 cm3的无盖盒子,那么有方程(30-2x)2x=1 200,其定义域为{x|0<x<15=.
令f(x)=(30-2x)2x-1 200,借助计算机画出函数图象.由图象可以看出,函数f(x)分别在区间(1,2)和(9,10)内各有一个零点,即方程(30-2x)2x=1 200分别在区间(1,2)和(9,10)内各有一个解.下面用二分法求方程的近似解.
取区间(1,2)的中点x1=1.5,用计算器算得f(1.5)=-106.5<0.
因为f(1.5)·f(2)<0,所以x0∈(1.5,2).
同理可得x0∈(1.5,1.75),x0∈(1.625,1.75),x0∈(1.687 5,1.75),x0∈(1.687 5,1.718 75),x0∈(1.687 5,1.703 125),x0∈(1.687 5,1.695 312 5).
由于|1.695 312 5-1.687 5|=0.007 812 5<0.1,
此时区间(1.687 5,1.695 312 5)的两个端点精确至0.1的近似值都是1.7,所以方程在区间(1,2)内精确到0.1的近似解为1.7.同理可得方程在区间(9,10)内精确到0.1的解为9.4.
故如果要做成一个容积是1 200cm3的无盖盒子,截去的小正方形的边长大约是1.7 cm或9.4 cm.
温馨提示
用二分法求方程的近似解的过程有两点须注意:1.计算量大;2.重复相同的计算步骤.因此,常借助计算器或通过设计一定的计算程序,借助计算机完成计算,在模块三同学们可以学到.
三、“精确度为ε”与“精确到ε”
【例3】 借助计算器,分别按下面两种要求,用二分法求函数f(x)=lnx-在区间(2,3)内的零点:
(1)精确度为0.1;(2)精确到0.1.
解析:可证得函数在区间(2,3)上为增函数,由题设有f(2)≈-0.31<0,f(3)≈0.43>0,
由于f(2)·f(3)<0,故函数f(x)在区间(2,3)内有一个零点x0,即x0∈(2,3).
下面用二分法求函数f(x)=lnx-在区间(2,3)内零点的近似值:
取区间(2,3)的中点x1=2.5,用计算器算得f(2.5)≈0.12>0,由于f(2)·f(2.5)<0,所以x0∈(2,2.5);
再取区间(2,2.5)的中点x2=2.25,用计算器算得f(2.25)≈-0.08<0,由于f(2.25)·f(2.5)<0,所以x0∈(2.25,2.5).
同理可得x0∈(2.25,2.375),
x0∈(2.312 5,2.375).(*)
(1)由于|2.312 5-2.375|=0.062 5<0.1,所以区间[2.312 5,2.375]上任意一个实数x0′均可作为f(x)在区间(2,3)内且精确度为0.1的零点的近似值(比如,可取x0′=2.35,2.342,2.375等);
(2)接(*),同理可得,x0∈(2.343 75,2.375),x0∈(2.343 75,2.359 375),
x0∈(2.343 75,2.351 562 5),x0∈(2.343 75,2.347 656 25).
由于区间(2.343 75,2.347 656 25)的两个端点精确到0.1的近似值都是2.3,所以函数f(x)在区间(2,3)内精确到0.1的零点的近似值为2.3.
各个击破
类题演练1
求方程x3+x2-2x-2=0的一个正实数解(精确到0.1).
解析:列表:
x
0
1
2
3
4

f(x)
-2
-2
6
28
70

由表可知,f(1)·f(2)<0,说明该方程在区间(1,2)内有正实数解.
取区间(1,2)的中点x1=1.5,由计算器可算得f(1.5)=0.625>0,因为f(1)·f(1.5)<0,所以x0∈(1,1.5).
再取(1,1.5)的中点x2=1.25,由计算器可算得f(1.25)=-0.984<0,因为f(1.25)·f(1.5)<0,所以x0∈(1.25,1.5).
同理可知x0∈(1.375,1.5),x0∈(1.375,1.438),而|1.375-1.438|=0.063<0.1,此时区间(1.375,1.438)的两个端点精确到0.1的近似值都为1.4,所以方程的一个正实数解为1.4.
变式提升1
用二分法求的近似值(精确到0.01).
解析:设y=x3-3,则y=x3-3在(1,2)上是一条连续不断的曲线,∴y=x3-3在(1,2)上必有一零点x0.
取(1,2)的中点x1=1.5,
f(1.5)=0.375>0,∴x0∈(1,1.5).
再取(1,1.5)的中点x2=1.25,
f(1.25)=-1.046 875<0,∴x0∈(1.25,1.5).
再取(1.25,1.5)的中点x3=1.375,
f(1.375)=-0.400 390 625<0,
∴x0∈(1.375,1.5).
这样反复计算下去,直到x0∈(1.441 406 25,1.443 359 375).
∵区间两个端点精确到0.01都是1.44,
∴y=x3-3的一个零点为1.44.即精确到0.01的近似值为1.44.
温馨提示
1.使用二分法的前提是:y=f(x)在[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,且f(a)·f(b)<0.
2.使用二分法求函数零点的步骤:①可以结合函数图象来初步判断根的分布区间;②利用二分法算下去,直到满足题目的精确度要求为止;③根据精确度要求写出方程的近似解.
3.二分法求解零点的缺点:二分法的思想虽然简单,但是一方面若函数y=f(x0)在[a,b]上有几个零点时,只算出其中一个零点;另一方面,即使函数y=f(x)在[a,b]上有零点,也未必有f(a)·f(b)<0,即用二分法不能求函数的不变号零点,这就限制了二分法的使用范围.
类题演练2
一元二次方程可以用求根公式求根,但在没有求根公式的情况下,如何求方程2x3+3x-3=0的一个实数解?(精确度为0.01)
解析:∵f(0)=-3<0,f(2)=19>0,
∴函数f(x)=2x3+3x-3在[0,2]内存在零点,即方程2x3+3x-3=0在(0,2)内有解.
取(0,2)的中点1,f(1)=2>0.
又f(0)<0,∴2x3+3x-3=0在(0,1)内有解.
如此继续下去,得到方程2x3+3x-3=0的解在区间[0.742 187 5,0.746 093 75],而|0.746 093 75-0.742 187 5|=0.003 906 25<0.01.
∴方程2x3+3x-3=0精确度为0.01的近似解是0.74.
变式提升2
已知函数f(x)=ax+(a>1),
(1)求证:f(x)在(-1,+∞)上为增函数;
(2)求证当a=3时,f(x)=ax+在(0,1)内必有零点;
(3)若a=3,求方程f(x)=0的正根.(精确到0.01)
解析:(1)可设g(x)=ax,h(x)=,
由指数函数的性质可知:
当a>1时,y=ax在(-1,+∞)上单调递增.
下面证明h(x)=在(-1,+∞)上单调递增.设x1、x2∈(-1,+∞)且x1<x2,
则h(x1)-h(x2)=-=-=.
∵-1<x1<x2,∴x1-x2<0,x1+1>0,x2+1>0,
∴h(x1)<h(x2),
∴h(x)在(-1,+∞)上单调递增.
∴f(x)=g(x)+h(x)在(-1,+∞)上单调递增.
(2)由(1)可知:函数f(x)在(-1,+∞)上是增函数.
又f(0)=30-2=-1<0,f(1)=31-=>0,即f(0)·f(1)<0,说明函数f(x)在区间(0,1)内有零点,且只有一个.
(3)由二分法可求得,
当a=3时,f(x)=0的正根为0.28.
类题演练3
函数f(x)=x2-5的零点的近似值为(精确到0.1)( )
A.2.0 B.2.1 C.2.2 D.2.3
解析:∵f(2)·f(3)<0.∴f(x)在(2,3)内必有一零点.可用二分法求得近似解为2.1.
变式提升3
用二分法求2x=x+2负的近似解(精确到0.1).
解析:设f(x)=2x-x-2,由于f(-2)=,
f(-1)=-,f(-2)·f(-1)<0.
故f(x)在(-2,-1)上必有一零点.
可用二分法求得近似解为-1.7.
温馨提示
1.按“精确度为ε”要求得到的近似值不是唯一的,即若|a-b|<ε,则[a,b]上任何一个实数值x0均可作为所求的近似值.
2.按“精确到ε”要求得到的近似值是唯一的,即判断区间(a,b)两端点精确到ε的近似值是否相同.若相同,则该值x0即为所求的近似值.
如例3(2)中(2.343 75,2.347 656 25)的两个端点精确到0.1时的近似值都是2.3,故2.3即为所求.
3.1 函数与方程
互动课堂
疏导引导
3.1.1方程的根与函数的零点?
1.函数零点的概念?
对于函数y=f(x)(x∈D),把使f(x)=0的实数 x叫做函数y=f(x)(x∈D)的零点.
2.函数零点的意义
方程f(x)=0有实数根函数y=f(x)的图象与 x轴有交点函数y=f(x)有零点.
3.函数零点存在的条件
如果函数f(x)在区间[a, b]上的图象是连续不间断的一条曲线,并且有f(a)·f(b)<0,那么函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点,即存在c∈(a,b)使得f(x)=0,这个c也就是方程f(x)=0的根.
4.函数零点的求法
求函数y=f(x)的零点:?
(1)代数法:求方程f(x)=0的解;?
(2)几何法:对于不能用求根公式的方程,可以将它与函数y=f(x)的图象联系起来,并利用函数性质找出零点.
5.函数零点的意义
函数y=f(x)的零点就是方程f(x)=0的实数根,亦即函数y=f(x)的图象与x轴交点的横坐标.
即方程f(x)=0有实数根?函数y=f(x)的图象与x轴有交点函数y=f(x)有零点.
●案例1函数f(x)=lnx-的零点所在的大致区间是(  )?
A. (1, 2)          
B. (2, 3)
C. (, 1)和(3,4)
D. (e, +∞)
【探究】 从已知的区间(a, b),求f(a)、f(b),判别是否有f(a)·f(b)<0.
∵f(1)=-2<0,f(2)=ln2-1<0,
∴在(1,2)内f(x)无零点,所以A不对.?
又f(3)=ln3->0,?
∴f(2)·f(3)<0.
∴f(x)在(2,3)内有一个零点.?
【答案】 B?
【溯源】 这是最基本的题型,所用的方法是基本方法:只要判断区间[a, b]的端点值的乘积是否有f(a)f(b)<0;若问题改成:指出函数f(x)=lnx-的零点所在的大致区间,则需取区间[a, b]使f(a)f(b)<0.
●案例2 二次函数y=ax2+bx+c中,a·c<0,则函数的零点个数是(  )?
A. 1
B. 2
C. 0
D. 无法确定
【探究】 ∵c=f(0),∴ac=af(0)<0,即a与f(0)异号,即或
∴函数必有两个零点.
【答案】 B?
【溯源】 判断二次函数f(x)的零点的个数,就是判断一元二次方程ax2+bx+c=0的实根的个数,一般地由判别式Δ>0、Δ=0、Δ<0完成.对于二次函数在某个定义区间上的零点个数以及不能用“Δ”判断的二次函数零点,则要结合二次函数的图象进行.
6. 二次函数的图象与性质
(1)定义:函数y=ax2+bx+c(a≠0)叫做二次函数.它的定义域为R.?
(2)二次函数具有如下一些主要性质:?
y=ax2+bx+c(a≠0)?
=a(x+)2+
=a(x-h)2+k.
其中h=-,k=.
函数的图象是一条抛物线,抛物线顶点的坐标是(h, k),抛物线的对称轴是直线x=h;
当a>0时,抛物线开口向上,函数在x=h处取得最小值k=f(h);在区间(-∞,h]上是减函数,在[h,+∞)上是增函数.
当a<0时,抛物线开口向下,函数在x=h处取得最大值k=f(h);在区间(-∞,h]上是增函数,在[h,+∞)上是减函数.
(3)二次函数的三种常用解析式:?
①一般式:f(x)=ax2+bx+c(a≠0).?
②顶点式:y=a(x-h) 2+k(a≠0),其中(h, k)为顶点坐标.
 ③标根式:f(x)=a(x-α)(x-β)(a≠0),其中α和β是方程f(x)=0的根.?
疑难疏引 于二次方程的根的分布问题,画出图象后,根据二次函数相应特征列不等式(组),往往比直接求出根后根据其所在区间列不等式更简便.一元二次方程根的分布有如下几种情况:
根的分布
x1kx1图象
充要条件
f(k)<0
根的分布
x1、x2∈(k1,k2)
k1在(k1,k2)内有且仅有一根
图象
充要条件
f(k1)f(k2)<0或者Δ=0且?∈(k1,k2)
3.1.2用二分法求方程的近似解
1.二分法的定义
对于在区间[a, b]上连续不断且f(a)·f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地把函数的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫二分法.
2.二分法求函数f(x)的零点近似值的步骤
(1)确定区间 [a, b],验证f(a)·f(b)<0,给定精度ε.?
(2)求区间(a, b)的中点 x1.?
(3)计算f(x1).若f(x1)=0,则x1就是函数的零点;若f(a)·f(x1)<0,则取区间(a,x1)(此时零点 x0∈(a,x1));若f(x1)·f(b)<0,则取区间(x1,b)(此时零点x0∈(x1,b)).?
(4)判断是否达到精度ε,即若 |a-b|<ε,则得到零点近似值a(或b);否则重复步骤(2)~(4).
3.借助于函数方程思想用二分法求方程的近似解的意义?
解方程是我们在数学学习过程中经常遇到的问题.但平时我们所解的方程都是代数方程,即整式方程、分式方程和无理方程,而对于含有指数和对数的方程,我们也只解一些极为特殊的,对于大部分含有指数和对数的方程是很难用代数方法来解的,例如,对于方程lgx=3-x,我们要求出它的解比较困难,但我们可以用二分法求出它的近似解.
记忆口诀:
函数连续值两端,相乘为负有零点,?
区间之内有一数,方程成立很显然.?
要求方程近似解,先看零点的区间,?
每次区间分为二,分后两端近零点.?
●案例 某电器公司生产A种型号的家庭电脑.1996年平均每台电脑生产成本为5 000元,并以纯利润20%标定出厂价.1997年开始,公司更新设备,加强管理,逐步推行股份制,从而使生产成本逐年降低.2000年平均每台A种型号的家庭电脑尽管出厂价仅是1996年出厂价的80%,但却实现了纯利润50%的高效率.求
(1)2000年每台电脑的生产成本;
(2)以1996年的生产成本为基数,用二分法求1996~2000年生产成本平均每年降低的百分数(精确到0.01).
【探究】 第(1)问是价格和利润的问题,销售总利润可以按每台来算,也可以按实现50%的利润来算,从而找出等量关系;第(2)问是增长率问题,要注意列出方程后,用二分法求解,但应用二分法时注意合理使用计算器.
(1)设2000年每台电脑的成本为p元,根据题意,得
p(1+50%)=5 000×(1+20%)×80%,解得p=3 200(元).?
故2000年每台电脑的生产成本为3200元.
(2)设1996~2000年间每年平均生产成本降低的百分率为x,根据题意,得
5000(1-x)4=3200(0<x<1).
令f(x)=5 000(1-x)4-3 200,作出x、f(x)的对应值表,如下表:
x
0
0.15
0.3
0.45
0.6
0.75
0.9
1.05
F(x)
1800
-590
-2000
-2742
-3072
-3180
-3200
-3200
  观察上表,可知f(0)·f(0.15)<0,说明此函数在区间(0,0.15)内有零点x 0.
取区间(0,0.15)的中点x 1=0.075,用计算器可算得f(0.075)≈460.因为f(0.075)·?f(0.15)<0,所以x 0∈(0.075,0.15).
再取(0.075,0.15)的中点x 2=0.112 5,用计算器可算得f(0.112 5)≈-98.因为
f(0.075)·f(0.112 5)<0,所以x 0∈(0.075,0.112 5).
同理,可得x 0∈(0.009 375,0.112 5),x 0∈(0.103 125,0.112 5),x 0∈(0.103 125,0.107 812 5),x 0∈(0.105 468 75,0.107 812 5).
由于|0.107 812 5-0.105 468 75|=0.002 343 75<0.01,此时区间(0.105 468 75,0.107 812 5)的两个端点精确到0.01的近似值都是0.11,所以原方程精确到0.01的近似解为0.11.
1996~2000年生产成本平均每年降低的百分数为11%.
【溯源】 降低成本提高效率的问题应注意:成本+利润=出厂价;利润=成本×利润率.熟悉二分法的解题步骤,虽然比较繁杂,但是可以体会到“逐步逼近”的数学思想.
活学巧用
1. 判断方程logx=x的根的个数.
【思路解析】 在同一坐标系内作出函数f(x)=logx和g(x)=x的图象,如下图所示,通过比较函数的增长速度,利用函数图象交点的个数,求得方程解的个数.?
【答案】 f(1)=0,f()=1,?f()=2,f()=4.
g(1)=1,g()=,g()=,g()=.
f[()12]=12,f[()14]=14.
g[()12]=()6≈11.39,g[()14]=()7≈17.09.
通过计算(用计算器),可知在区间[,]和区间[()12,()14]内,函数图象各有一个交点,从而方程在两个区间内各有一个根.
2. 利用函数的图象,指出函数f(x)=2x·ln(x-2)-3零点所在的大致区间.?
【思路解析】 首先对x取值来寻找y值的符号,然后判断零点所在的大致区间.?
【解】 用计算器或计算机作出x、f(x)的对应值表(如下表).
x
2.5
3
3.4
4
4.5
5
f(x)
-6.4657
-3
-0.1617
2.5452
5.2466
7.9861
由上表和上图可知该函数零点的大致区间为[3, 4]
3. 求函数f(x)=2x 3-3x+1零点的个数.?
【思路解析】 先用计算机或计算器作出f(x)的对应值表,然后根据函数零点的判定方法来判定函数的零点.
【解】 用计算器或计算机作出x、f(x)的对应值表(如下表)和图象(如下图).
X
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
F(x)
-1.25
2
2.25
1
-0.25
0
3.25
由上表和上图可知,f(-1.5)<0,f(-1)>0,即f(-1.5)·f(-1)<0,说明这个函数在区间(-1.5,-1)内有零点.同理,它在区间(0,0.5)内也有零点.另外,f(1)=0,所以1也是它的零点.由于函数f(x)在定义域(-∞,-1.5)和(1,+∞)内是增函数,所以它共有3个零点.
 4. 已知二次函数f(x)=ax2+(a2+b)x+ c的图象开口向上,且f(0)=1,f(1)=0,则实数b的取值范围是(  )
A. (-∞, - ]
B. [-, 0)
C. [0, +∞)
D. (-∞,-1)
【思路解析】 考察二次函数图象的特点,依题意得
整理得a2+a+b+1=0,解得a=.
∵图象开口向上,∴ a>0,?
∴a=>0.解得b<-1.?
∵二次函数
f(x)=ax2+(a2+b)x+ c的图象过点(0,1)和点(1,0),又∵图象开口向上,
∴点(0,1)必须在抛物线对称轴的左侧,即抛
物线的对称轴在点(0,1)的右侧,即y轴的右侧,即 x=->0,
∴ a2+b<0,当b<-1时,a2+b<0恒成立.
∴ b<-1.因此,选D
【答案】 D
5. 若方程x2+(m-3)x+ m=0两个根都小于1,求m的范围.?
【思路解析】 画出图象,根据图象特征,可列出不等式组,从而得出结论.?
【解】 令f(x)=x2+(m-3)x+m,
则{m|m≥9}.
6. (2005全国,19)已知二次函数f(x)的二次项系数为a,且不等式f(x)>-2x的解集为(1,3).
(1)若方程f(x)+6a=0有两个相等的根,求f(x)的解析式.
(2)若f(x)的最大值为正数,求a的取值范围.
【思路解析】 此题考查二次函数解析式求法以及最大值的求法.?
【答案】 (1)f(x)=-x2-x-.
(2)(-∞,-2-)∪(-2+,0).
7. 求方程lnx+x-3=0在(2,3)内的根(精确到0.1).?
【分析】 用二分法求解.?
【解】 令f(x)=lnx+x-3,即求函数f(x)=0在(2,3)内的零点.?
∵f(2)=ln2-1<0,?f(3)=ln3>0,
∴可取(2,3)作为初始区间,用二分法列表如下:
中点
端点或中点函数值
取区间
f(2)<0,f(3)>0
(2,3)
2.5
f(2.5)>0
(2,2.5)
2.25
f(2.25)>0
(2,2.25)
2.125
f(2.125)<0
(2.125,2.25)
2.1875
f(2.187 5)<0
(2.187 5,2.25)
2.21875
f(2.218 75)>0
(2.187 5,2.218 75)
2.187 5≈2.2,2.218 75≈2.2,?
∴所求方程的根为2.2(精确到0.1).?
8. 国家购买某种农产品的价格为120元/担,其中征税标准为100元征8元(叫做税率为8个百分点,即8%),计划可收购m万担.为了减轻农民负担,决定税率降低x个百分点,预计收购量可增加2x个百分点.
(1)写出税收f(x)(万元)与x的函数关系式;?
(2)要使此项税收在税率调节后达到计划的78%,试求此时x的值.?
【思路解析】 第(1)问这样考虑:调节税率后税率为(8-x)%,预计可收购m(1+2x%)万担,总金额为120m(1+2x%)万元,从而列出函数表达式.
【解】 (1)由题设,调节税率后税率为(8-x)%,预计可收购m(1+2x%)万担,总金额为120m(1+2x%)万元.f(x)=120m(1+2x%)(8-x)%,
即f(x)=-(x 2+42x-400)(0<x≤8).
(2)计划税收为120m·8?%?万元,由题设,有f(x)=120m·8%·78%,
即x 2+42x-88=0(0<x≤8),解得x=2.?
9. 求方程2x+3x=7的近似解(精确到0.01).?
【思路解析】 利用二分法.?
【解】 原方程即2x+3x-7=0,令f(x)=2x+3x-7,并结合y=2x与y=-3x+7的图象知方程f(x)=0只有一解.计算
f(1)=2+3-7<0,f(2)=22+3×2-7=3×2-7+4=3,可知x0∈(1,2).取区间(1,2)
的中点x1=1.5,用计算器可得f(1.5)≈0.33>0;再取(1,1.5)的中点x2=1.25,
f(1.25)≈-0.87<0.?
∵f(1.25)f(1.5)<0,?
∴x0∈(1.25).
同理可求得x0∈(1.375,1.5),x0∈(1.375,1.437 5),此时区间端点精确到0.1的近似值都是1.4.∴原方程的精确到0.1的近似解为1.4.
3.1 函数与方程
知识导学
函数的零点不是点,而是函数y=f(x)与x轴的交点的横坐标,即零点是一实数,当函数的自变量取这一实数时,其函数值为零.函数f(x)的零点实际上就是方程f(x)=0的实根,方程f(x)=0有几个实根,函数f(x)就有几个零点;方程f(x)=0有两个相等的实根,则称函数有一个二重零点或者说有一个二阶零点.一般地,函数f(x)=anxn+an-1xn-1+…+a1x+a0(ai∈R,i=0,1,2,3,…,n)至多有n个零点.
解方程是我们在数学学习过程中经常遇到的问题.但平时我们所解的方程都是代数方程,即整式方程、分式方程和无理方程,而对于含有指数和对数的方程,我们也只解一些极为特殊的.对于大部分含有指数和对数的方程是很难用代数方法来解的,例如,对于方程lgx=3-x,我们要求出它的解比较困难,但我们可以用二分法求出它的近似解.用二分法求出的零点一般是零点的近似值.并不是所有函数都可以用二分法求零点,必须满足在区间[a,b]上连续不断,且f(a)·f(b)<0这样条件的函数才能用二分法求得零点的近似值.
用二分法求函数零点的近似值关键有两点:一是初始区间的选取,符合条件(包含零点),又要使其长度尽量小;二是随时进行精确度的判断,以决定是停止计算还是继续计算.
记忆口诀:
函数连续值两端,相乘为负有零点,
区间之内有一数,方程成立很显然.
要求方程近似解,先看零点的区间,
每次区间分为二,分后两端近零点.
疑难导析
一般地,一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根就是二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的函数值为0时自变量x的值.从函数的图象上看,就是抛物线与x轴交点的横坐标.因此,一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根也称为二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的零点.利用函数的知识可以得到方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根与函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象之间的关系.二次函数与一元二次方程的这种关系,又给我们提供了另外一种解方程的方法:利用函数的图象解方程或研究方程解的情况.
问题导思
函数思想与方程思想是密切相关的.对于函数y=f(x),当y=0时,就转化为方程f(x)=0,也可以把函数式y=f(x)看作二元方程y-f(x)=0.函数问题(如求反函数、求函数的值域等)可以转化为方程问题来解决,如解方程f(x)=0,就是求函数y=f(x)的零点.
函数思想、方程思想体现了一种解决问题的理念,即建“模”意识.所谓“模”就是一个问题载体,是联系已知、未知的桥梁,建“模”后的第二步就是解析“模”,从而真正将实际问题转化为数学问题,数学也因此成为解析大自然奥秘的工具.
典题导考
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如果在计算机上应用某些软件,比如《几何画板》直接绘出函数的图象(这个软件不用进行步长的设置),也可较快地判断函数的零点的大致区间.如图3-1-3所示.
图3-1-3
典题变式 函数f(x)=lnx-的零点所在的大致区间是( )
A.(1,2) B.(2,3)
C.(,1)和(3,4) D.(e,+∞)
答案:B
绿色通道
判断二次函数f(x)的零点的个数,就是判断一元二次方程ax2+bx+c=0的实根的个数,一般地由判别式Δ>0,Δ=0,Δ<0完成.对于二次函数在某个定义区间上的零点个数以及不能用“Δ”判断的二次函数零点,则要结合二次函数的图象进行.
典题变式 求函数f(x)=2x3-3x+1零点的个数.
答案:有3个零点.
绿色通道
本题表中数据同学们可自己计算验证,这里只给出符号,更清楚地看到区间的取法.
典题变式
1.借助计算器或计算机,用二分法求方程ln(2x+6)+2=3x在区间(1,2)内的近似解(精确到0.1).
思路解析:用二分法解这个方程可以先构造函数f(x)=ln(2x+6)-3x+2,然后寻找这个函数的零点即可.
答案:精确到0.1的近似值为1.3.
2.求方程x3-3x+1=0的近似解(精确到0.1).
答案:近似解分别为x1≈-1.8,x2≈0.4,x3≈1.5.
3.已知二次函数f(x)=ax2+4x+b(a<0),设关于x的方程f(x)=0的两根为x1、x2,f(x)=x的两实根为α、β.
(1)若|α-β|=1,求a、b的关系式;
(2)若a、b均为负整数,且|α-β|=1,求f(x)的解析式.
答案:(1)a2+4ab=9.
(2)f(x)=-x2+4x-2.
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本题是一道有关降低税率的应用题,涉及到农产品价格、征税标准、降低税率、预计收购量等多个量.通过审题,建立了
税收f(x)(万元)和降低税率x的二次函数关系式,再运用二次函数的有关知识使问题得以解决.在题后又给出设问,目的是要用本节知识来解决问题.
典题变式 某电器公司生产A种型号的家庭电器.1996年平均每台电脑生产成本为5 000元,并以纯利润20%标定出厂价.1997年开始,公司更新设备,加强管理,逐步推行股份制,从而使生产成本逐年降低.2000年平均每台A种型号的家庭电脑尽管出厂价仅是1996年出厂价的80%,但却实现了纯利润50%的高效率.求
(1)2000年每台电脑的生产成本;
(2)以1996年的生产成本为基数,用二分法求1996年~2000年生产成本平均每年降低的百分数(精确到0.01).
答案:(1)2000年每台电脑的生产成本为3 200元;
(2)1996年~2000年生产成本平均每年降低的百分数为11%.
∴所求二次函数为y=-(x+1)2+4,即为y=-x2-2x+3.
绿色通道
从以上解法可以总结出二次函数解析式常用的三种形式:
(1)一般式:
y=ax2+bx+c(a,b,c为常数,a≠0);
(2)顶点式:
y=a(x-h)2+k(a,h,k为常数,a≠0);
(3)两根式:
y=a(x-x1)(x-x2)(a,x1,x2为常数,a≠0).
典题变式
1.已知函数y=2x2+bx+c在(-∞,-)上是减函数,在(-,+∞)上是增函数,且两个零点是x1、x2,满足|x1-x2|=2,求这个二次函数的解析式.
答案:y=2x2+6x+.
2.已知二次函数y=x2-2(m-1)x+m2-2m-3,m∈R的图象与x轴的两交点为A(x1,0)、B(x2,0),且x1、x2的倒数和为,求这个二次函数的解析式.
答案:y=x2+2x-3或y=x2-8x+12.
3.1 函数与方程
课堂探究
探究一求函数的零点
因为函数f(x)的零点就是方程f(x)=0的实数根,也是函数y=f(x)的图象与x轴交点的横坐标,所以,求函数的零点通常有两种方法:其一是令f(x)=0,通过解方程f(x)=0的根求得函数的零点;其二是画出函数y=f(x)的图象,图象与x轴的交点的横坐标即为函数的零点.
【典型例题1】 判断下列函数是否存在零点,如果存在,请求出零点.
(1)f(x)=-8x2+7x+1;
(2)f(x)=1+log3x;
(3)f(x)=4x-16;
(4)f(x)=.
思路分析:可通过解方程f(x)=0求得函数的零点.
解:(1)令-8x2+7x+1=0,
解得x=-或x=1.
所以函数的零点为x=-和x=1.
(2)令1+log3x=0,则log3x=-1,解得x=.
所以函数的零点为x=.
(3)令4x-16=0,则4x=42,解得x=2.
所以函数的零点为x=2.
(4)因为f(x)==,
令=0,
解得x=-6.
所以函数的零点为x=-6.
探究二 判断函数零点的个数
判断函数y=f(x)零点的个数的方法主要有:
(1)解方程f(x)=0,方程实根的个数就是函数零点个数;
(2)当方程f(x)=0不能解时,可以利用零点存在性定理来确定零点的存在性,然后借助于函数的单调性判断零点的个数;
(3)由f(x)=g(x)-h(x)=0,得g(x)=h(x),在同一坐标系下作出y1=g(x)和y2=h(x)的图象,则两图象交点的个数就是函数y=f(x)零点的个数.
【典型例题2】 求函数f(x)=2x+lg(x+1)-2的零点个数.
解:方法一:∵f(0)=1+0-2=-1<0,
f(2)=4+lg 3-2=2+lg 3>0,
∴f(x)在(0,2)上必定存在实根,
又显然f(x)=2x+lg(x+1)-2在(-1,+∞)上为增函数,
故f(x)有且只有一个零点.
方法二:在同一平面直角坐标系下作出图象如下:
h(x)=2-2x和g(x)=lg(x+1)的叠合图.
由图象知y=lg(x+1)和y=2-2x有且只有一个交点,
即f(x)=2x+lg(x+1)-2有且只有一个零点.
方法总结用零点存在定理判断函数y=f(x)在(a,b)内零点唯一,可按以下步骤进行:
(1)判断f(a)f(b)<0;
(2)判断函数y=f(x)在(a,b)上单调.
探究三判断函数的零点所在的大致区间
如果函数通过零点时函数值的符号发生改变,称这样的零点为变号零点;否则,若函数通过零点时不变号,称之为不变号零点.如函数y=x2的零点就是不变号零点.
函数零点存在定理可判断变号零点所在区间.
【典型例题3】 方程log3x+x=3的解所在的区间为(  )
A.(0,2) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)
解析:构造函数,转化为确定函数的零点所在的区间.
令f(x)=log3x+x-3,
则f(1)=log31+1-3=-2<0,f(2)=log32+2-3=log3<0,f(3)=log33+3-3=1>0,f(4)=log34+4-3=log312>0,那么方程log3x+x=3的解所在的区间为(2,3).
答案:C
探究四 易错辨析
易错点 忽视零点存在性定理的使用条件致误
【典型例题4】 函数f(x)=x+的零点个数为(  )
A.0 B.1 C.2 D.3
错解:因为f(-1)=-2<0,f(1)=2>0,
所以函数f(x)有1个零点,故选B.
错因分析:函数的定义域决定了函数的一切性质,分析函数的有关问题时必须先求出定义域.通过作图(图略),可知函数f(x)=x+的图象不是连续不断的,而零点存在性定理不能在包含间断点的区间内使用.
正解:函数f(x)的定义域为{x|x∈R,且x≠0}.
当x>0时,f(x)>0,∴f(x)=0无实根.
当x<0时,f(x)<0,∴f(x)=0无实根.
综上,函数f(x)没有零点.
答案:A
3.1 函数与方程
预习导航
课程目标
学习脉络
1.理解函数零点的定义,会求函数的零点.
2.掌握函数零点的判定方法.
3.理解函数的零点与方程的根的联系.
方程的根与函数的零点
名师点拨1.函数y=f(x)的零点就是方程f(x)=0的实数根,也是函数的图象与x轴交点的横坐标.
2.对零点存在定理的理解
(1)当函数y=f(x)同时满足:①函数的图象在闭区间[a,b]上是连续曲线;②f(a)·f(b)<0,则可以判断函数y=f(x)在区间(a,b)内至少有一个零点,但是不能明确说明有几个零点.
(2)当函数y=f(x)的图象在闭区间[a,b]上不是连续曲线,或不满足f(a)·f(b)<0时,函数y=f(x)在区间[a,b]内可能存在零点,也可能不存在零点.
例如,二次函数f(x)=x2-2x-3在区间[3,4]上有f(3)=0,f(4)>0,所以f(3)·f(4)=0,但x=3是函数f(x)的一个零点.
函数f(x)=x2,在区间[-1,1]上,f(-1)·f(1)=1>0,但是它存在零点0.
函数f(x)=在区间[-1,1]上,有f(-1)·f(1)<0,但是由其图象知函数f(x)在区间(-1,1)内无零点.
自主思考1函数的零点是一个点吗?
提示:函数的零点是一个实数而非一个点,是函数图象与x轴交点的横坐标,当自变量取该值时,其函数值等于0.
自主思考2根据函数零点的定义及函数零点与方程根的关系,有哪些方法可以判断函数存在零点?
提示:判断函数y=f(x)是否存在零点的方法:
(1)方程法:判断方程f(x)=0是否有实数解.
(2)图象法:判断函数y=f(x)的图象与x轴是否有交点.
(3)定理法:利用零点的判定定理来判断.
3.1 函数与方程
课堂探究
探究一二分法的概念
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.
【典型例题1】 用二分法求如图所示的函数f(x)的零点时,不可能求出的零点是(  )
A.x1 B.x2 C.x3 D.x4
思路分析:逐一分析每个零点附近左、右两侧函数值的符号,看是否存在区间[a,b]满足f(a)·f(b)<0.
解析:由二分法的思想可知,零点x1,x2,x4左右两侧的函数值符号相反,即存在区间[a,b],使得f(a)·f(b)<0,故x1,x2,x4可以用二分法求解,但x3∈[a,b]时均有f(a)·f(b)≥0,故不可以用二分法求该零点.
答案:C
探究二 求方程的近似解
函数的零点就是对应方程的解,所以,二分法不仅可以求函数的零点,也可以求方程的近似解.
用二分法求方程的近似解,首先要选好计算的初始区间,这个区间既要包含所求的根,又要使其长度尽量小,其次要依据给定的精确度,及时检验所得区间端点差的绝对值是否达到要求(达到给定的精确度),以决定是停止计算还是继续计算.
【典型例题2】 求方程lg x=2-x的近似解(精确度为0.1).
思路分析:在同一平面直角坐标系中,画出y=lg x和y=2-x的图象,确定方程的解所在的大致区间,再用二分法求解.
解:在同一平面直角坐标系中,作出y=lg x,y=2-x的图象如图所示,可以发现方程lg x=2-x有唯一解,记为x0,并且解在区间(1,2)内.
设f(x)=lg x+x-2,
则f(x)的零点为x0.
用计算器计算,得f(1)<0,f(2)>0?x0∈(1,2);
f(1.5)<0,f(2)>0?x0∈(1.5,2);
f(1.75)<0,f(2)>0?x0∈(1.75,2);
f(1.75)<0,f(1.875)>0?x0∈(1.75,1.875);
f(1.75)<0,f(1.812 5)>0?x0∈(1.75,1.812 5).
∵|1.812 5-1.75|=0.062 5<0.1,
∴方程的近似解可取为1.812 5.
方法总结利用二分法求方程的近似解的步骤:(1)构造函数,利用图象确定方程的解所在的大致区间,通常取区间(n,n+1),n∈Z;(2)利用二分法求出满足精确度的方程的解所在的区间M;(3)区间M内的任一实数均是方程的近似解,通常取区间M的一个端点.
探究三 二分法的实际应用
二分法的思想在实际生活中应用十分广泛.二分法不仅可用于线路、水管、煤气管道故障的排查等,还能用于实验设计、资料查询、资金分配等.
【典型例题3】 某市A地到B地的电话线路发生故障,这是一条10 km长的线路,每隔50 m有一根电线杆,如何迅速查出故障所在?
思路分析:对每一段线路一一检查很麻烦,当然也是不必要的,可以利用二分法的思想设计方案.
解:如图,可首先从中点C开始查起,用随身携带的工具检查,若发现AC段正常,则断定故障在BC段;
再到BC段的中点D检查,若CD段正常,则故障在BD段;
再到BD段的中点E检查,如此,每检查一次就可以将待查的线路长度缩短一半,经过7次查找,即可将故障范围缩小到50~100 m之间,即可迅速找到故障所在.
探究四 易错辨析
易错点 因“二分法”精确度的理解不清致错
【典型例题4】 用二分法求方程x2-5=0的一个非负近似解(精确度为0.1).
错解:令f(x)=x2-5,
因为f(2.2)=2.22-5=-0.16<0,
f(2.4)=2.42-5=0.76>0,
所以f(2.2)·f(2.4)<0,说明这个函数在区间(2.2,2.4)内有零点x0,取区间(2.2,2.4)的中点x1=2.3,
f(2.3)=2.32-5=0.29>0,
因为f(2.2)·f(2.3)<0,所以x0∈(2.2,2.3),
再取区间(2.2,2.3)的中点x2=2.25,
f(2.25)=0.062 5>0,
因为f(2.2)·f(2.25)<0,所以x0∈(2.2,2.25),
同理可得x0∈(2.225,2.25),(2.225,2.237 5),
又f(2.225)≈-0.049 4,f(2.237 5)≈0.006 4,
且|0.006 4-(-0.049 4)|=0.055 8<0.1,
所以原方程的非负近似解可取为2.225.
错因分析:本题错解的原因是对精确度的理解不正确,精确度ε满足的关系式为|a-b|<ε,而本题误认为是|f(a)-f(b)|<ε.
正解:由于f(2)=-1<0,f(3)=4>0,故取区间[2,3]作为计算的初始区间,用二分法逐次计算,列表如下:
区间
中点
中点函数值
[2,3]
2.5
1.25
[2,2.5]
2.25
0.062 5
[2,2.25]
2.125
-0.484 4
[2.125,2.25]
2.187 5
-0.214 8
[2.187 5,2.25]
2.218 75
-0.077 1
根据上表计算知,区间[2.187 5,2.25]的长度是0.062 5<0.1,所以这个区间的两个端点值就可作为其近似值,所以其近似值可以为2.187 5.
反思总结本题错解的原因是对精确度的理解不正确,精确度ε满足的关系式为|a-b|<ε,而错解误认为是|f(a)-f(b)|<ε.因此,对精确度的正确理解是正确解答本题的关键,当区间长度小于精确度时,零点可选区间内的任一值.
3.1 函数与方程
预习导航
课程目标
学习脉络
1.了解二分法是求方程近似解的一种方法,能够借助计算器用二分法求方程的近似解.
2.理解二分法的步骤与思想.
一、二分法的概念
对于在区间[a,b]上连续不断且f(a)·f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地把函数f(x)的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.
名师点拨二分法就是通过不断地将所选区间(a,b)一分为二,逐步地逼近零点的方法,即找到零点附近足够小的区间,根据所要求的精确度,用此区间内的某个数值近似地表示真正的零点.
自主思考1能用二分法求图象连续的任何函数的近似零点吗?
提示:不能.能用二分法求零点的函数需具备两个条件:①图象连续;②零点左右两边的函数值异号.所以,若满足条件①而不满足条件②,则仍不能用二分法求零点.
二、用二分法求函数f(x)的零点近似值的步骤
1.确定区间[a,b],验证f(a)·f(b)<0,给定精确度ε;
2.求区间(a,b)的中点c;
3.计算f(c):
若f(c)=0,则c就是函数的零点;
若f(a)·f(c)<0,则令b=c〔此时零点x0∈(a,c)〕;
若f(c)·f(b)<0,则令a=c〔此时零点x0∈(c,b)〕.
4.判断是否达到精确度ε:
即若|a-b|<ε,则得到零点的近似值为a(或b);否则重复2~4.
自主思考2用二分法求函数零点时,如何决定步骤的结束?
提示:看清题目的精确度,当零点所在区间的两个端点值之差的绝对值小于精确度ε时,则二分法步骤结束.