《高中数学 312用二分法求方程的近似解同步测控优化训练 新人教A必修1.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中数学 312用二分法求方程的近似解同步测控优化训练 新人教A必修1.doc(5页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 用二分法求方程的近似解5分钟训练 (预习类训练,可用于课前)2-x-1=0在(0,1)内恰有一解,则a的取值范围是( )A.a1 Ca1思路解析:用分类讨论、数形结合的方法.令f(x)=2ax2-x-1,a=0时显然不适合,a0时,则有f(0)f(1)=-1(2a-2)1.答案:B2.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.解:原方程即ln(2x+6)-3x+2=0,令f(x)=ln(2x+6)-3x+2,用计算器或计算机
2、作出函数x、f(x)的对应值表(如下表)和图象(如下图).x-2-1012f(x)2.582 03.053 02.791 81.079 4-4.697 4观察图或上表可知f(1)f(2)0,说明这个函数在区间(1,2)内有零点x0.取区间(1,2)的中点x1=1.5,用计算器可得f(1.5)-1.00.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,用计算器可算得f(1.25)0.20.因为f(1.25)f(1.5)0,所以x0(1.25,1.5).同理,可得x0(1.25,1.375),x0(1.25,1.312 5).由于|1.312 5-1.2
3、5|=0.062 50.1,此时区间(1.25,1.312 5)的两个端点精确到0.1的近似值都是1.3,所以原方程精确到0.1的近似值为1.3.10分钟训练 (强化类训练,可用于课中)1.函数f(x)=x3-2x2-x+2的零点个数是( )A.0 B.1 C思路解析:考虑分解因式降次.解:f(x)=x2(x-2)-(x-2)=(x-2)(x+1)(x-1),f(x)有三个零点.答案:Dx+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的图象可知方程f(x)=0只有一解.计算f(1)=2+3-
4、70,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)0.330.再取(1,1.5)的中点x2=1.25,f(1.25)-0.870.f(1.25)f(1.5)0,x0(1.25,1.5).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.原方程精确到0.1的近似解为1.4.3.利用计算器,求方程lgx=3-x的近似解(精确到0.1).解:设f(x)=lgx+x-3.在同一坐标系中,作出y=lgx和y=3-x的图象,观察图象可以发现lgx=3-x有唯一的解x1,且x1(2,3),f(2)0,利用
5、二分法,可列下表:取区间中点值中点的函数值(符号)(2,3)-0.102 059 991(-)(2.5,3)0.189 332 693(+)(2.5,2.75)0.044 129 307(+)(2.5,2.625)2.562 5-0.028 836 125(-)(2.562 5,2.625)x1所在的最后一个区间端点的近似值都是2.6(精确到0.1),故所求近似解为x2.6.4.作出函数y=x3与y=3x-1的图象,并写出方程x3=3x-1的近似解(精确到0.1).解:作函数f(x)=x3-3x+1,结合y=x3与y=3x-1的图象,可计算f(-2)0,f(2)0,于是可判断f(x)=0的三个
6、解x1,x2,x3满足x1(-2,0),x2(0,1),x3(1,2).下面用二分法分别求其近似解,先求x1,列表如下:取区间中点值中点函数值及其符号(-2,0)-13(+)(-2,-1)2.125(+)(-2,-1.5)0.890 625(+)(-2,-1.75)-0.033 203 125(-)(-1.875,-1.75)-1.812 50.483 154 296(+)(-1.875,-1.812 5)-1.843 750.263 580 322(+)(-1.875,-1.843 75)-1.859 3750.149 753 57(+)(-1.875,-1.859 375)x1-1.9.应
7、该说明,f(-1.9)=(-1.9)3-3(-1.9)+1=-6.859+5.7+1=-0.159,而f(-1.8)=(-1.8)3-3(-1.8)+1=-5.832+5.4+1=0.568,这也表明,x11=-1.8更准确,因此取x1=-1.9是正确的.下面求x2:取区间中点值中点函数值及其符号(0,1)-0.375(-)(0,0.5)0.265 625(+)(0.25,0.5)-0.072 265 625(-)(0.25,0.375)0.312 50.093 017 578(+)(0.312 5,0.375)0.343 750.009 368 896(+)(0.343 75,0.375)0
8、.359 375-0.031 711 578(-)(0.343 75,0.359 375)0.351 562 5-0.011 235 713(-)(0.343 75,0.351 562 5)0.347 656 25-0.000 949 323(-)(0.343 75,0.347 656 25)x20.3.注:f(0.3)=0.127,f(0.4)=0.136,取x220.4更加准确.最后求x3:取区间中点值中点函数值及其符号(1,2)-0.125(-)(1.5,2)1.109 375(+)(1.5,1.75)0.416 015 625(+)(1.5,1.625)1.562 50.127 197
9、 265(+)(1.5,1.562 5)1.531 25-0.003 387 451(-)(1.531 25,1.562 5)1.546 8750.060 771 942(+)(1.531 25,1.546 875)x31.5.综上所述,方程x3=3x-1的近似解为x1-1.9,x20.3,x31.5.快乐时光 眼皮最大 老师:“世界上什么东西最大?” 学生:“眼皮.” 老师:“为什么?” 学生:“只要把眼一闭,全世界都被遮住了.”30分钟训练 (巩固类训练,可用于课后)1.函数f(x)=lgx+2x-6的零点个数为( )A.0 B.1 C思路解析:利用图象.解:令f(x)=lgx+2x-6=
10、0,得lgx=-2x+6.在同一坐标系内作y=lgx,y=-2x+6的图象,两个函数图象只有一个交点,交点的横坐标是方程lgx=-2x+6的唯一解.因此f(x)只有一个零点.答案:B2.已知函数f(x)=mx2+(m-3)x+1的图象与x轴的交点至少有一个在原点右侧,则实数m的取值范围是( )A.(0,1 B.(0,1) C.(-,1) D.(-,1思路解析一:取m=0有f(x)=-3x+1的根x=0,即m=0应符合题设,所以排除A、B.当m=1时,f(x)=x2-2x+1=(x-1)2,它的根是x=1,符合要求,排除C,故选D.思路解析二:直接法.f(0)=1,(1)当m0时,要使与x轴的交
11、点至少有一个在原点的右侧,则(3)当m=0时根为x=0.故选D.答案:D3.利用计算器,求方程x2-2x-1=0的近似解(精确到0.1).解:取区间中点值中点的函数值的符号(2,3)+(2,2.5)-(2.25,2.5)-(2.375,2.5)2.437 5+(2.375,2.437 5)2.375,2.437 5精确到0.1的近似值都是2.4,此方程的一个近似解为x12.4.另一个近似解可由下表得到:取区间中点值中点的函数值(符号)(-1,0)-(+)(-0.5,0)-0.25-0.437 5(-)(-0.5,-0.25)-0.375-0.109 375(-)(-0.5,-0.375)-0.
12、437 50.066 406 25(+)(-0.437 5,-0.375)-0.437 5-0.4,此方程的一个近似解为x20.4.4.求函数f(x)=x3+2x2-3x-6的一个为正数的零点(精确到0.1).思路解析:由于要求的是一个正数的零点,因此可以考虑首先确定一个包含正数的区间(m,n),且f(m)f(n)0.计算f(0)=-60,f(1)=-60,所以可以取区间(1,2)作为计算的初始区间,当然选取(0,2)也是可以的.解:f(1)=-60,存在x1(1,2),使f(x1)=0.用二分法逐次计算,列表如下:端点(中点)坐标端点或中点函数值取区间f(1)=-60(1,2)x1=f(1.
13、5)=-2.6250(1.5,1.75)x3=f(1.625)=-1.302 70(1.625,1.75)x4=1.687 5f(1.687 5)=-0.561 80(1.687 5,1.75)x5=1.718 75f(1.718 75)-0.1770(1.718 75,1.734 375)最后一个区间端点精确到0.1的近似值都是1.7,所求的正数零点为1.7.5-x3-3x2+3=0的无理根(精确到0.01).思路解析:令f(x)=x5-x3-3x2+3=x3(x2-1)-3(x2-1)=(x2-1)(x3-3),显然方程f(x)=0有两个有理根x1=1,x2=-1,所以方程f(x)=0的无
14、理根就是x3-3=0的根.令g(x)=x3-3,只需求出g(x)的零点.解:令f(x)=x5-x3-3x2+3,则f(x)=(x2-1)(x3-3),显然无理根就是x3-3=0的根,令g(x)=x3-3,以下用二分法求函数g(x)的零点.由于g(1)=-20,故可取(1,2)作为计算的初始区间,列表如下:取中点中点函数值取区间g(1.5)=0.3750(1,2)g(1.25)=-1.0470(1,1.5)g(1.375)=-0.400 40(1.25,1.5)1.437 5g(1.437 5)=-0.029 50(1.437 5,1.468 75)1.453 125g(1.453 125)=0
15、.068 40(1.437 5,1.453 125)1.445 312 5g(1.445 312 5)=0.019 20(1.437 5,1.445 312 5)1.441 406 25g(1.441 406 25)=-0.005 30(1.437 5,1.441 406 25)由于区间(1.437 5,1.441 406 25)的两个端点精确到0.01的近似值都是1.44,所以原方程的无理根是1.44(精确到0.01).6.求方程lnx+x-3=0在(2,3)内的根(精确到0.1).思路解析: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)=l
16、n2-10,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(2,3)f(2.5)0(2,2.5)f(2.25)0(2,2.25)f(2.125)0(2.125,2.25)2.187 5f(2.187 5)0(2.187 5,2.218 75)2.187 52.2,2.218 752.2,所求方程的根为2.2(精确到0.1).7.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
17、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)=-(x2+42x-400)(0x8).(2)计划税收为120m8%万元,由题设,有f(x)=120m8%78%,即x2+42x-88=0(0x8,解得x=2.试用函数的图象指出方程x2+42x-88=0(0
18、x8的根,即函数g(x)=x2+42x-88=0(0x8的零点所在的大致区间.(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).思路解析: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.解:(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3 2
19、00元.(2)设1996年2000年间每年平均生产成本降低的百分率为x,根据题意,得5 000(1-x)4=3 200(0x1).令f(x)=5 000(1-x)4-3 200,作出x、f(x)的对应值表,如下表:x0f(x)1 800-590-2 000-2 742-3 072-3 180-3 200-3 200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x0.取区间(0,0.15)的中点x1=0.075,用计算器可算得f(0.075)460.因为f(0.075)f(0.15)0,所以x0(0.075,0.15).再取(0.075,0.15)的中点x2=0
20、.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x0(0.075,0.112 5).同理,可得x0(0.009 375,0.112 5),x0(0.103 125,0.112 5),x0(0.103 125,0.107 812 5),x0(0.105 468 75,0.107 812 5).由于|0.107 812 5-0.105 468 75|=0.002 343 750.01,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年2000年生产成本平均每年降低的百分数为11%.