07.08 如何用二分法求函數的“零點”的近似值

什麼是二分法?

定義:對於區間 【a , b】上連續的,且 f ( a ) - f ( b ) < 0 的函數 y = f ( x ) ,通過不斷地把函數 f ( x ) 的零點所在的區間一分為二,使區間的兩個端點逐步逼近零點,從而等到零點近似值的方法,叫做二分法。

怎麼用二分法求函數的零點的近似值?

如何用二分法求函數的“零點”的近似值

用二分法求函數零點的近似值步驟如下:

第一步:確定區間 【a , b】,驗證:f(a) · f(b)<0,給定精確度;

第二步:求區間【a , b】的中點 x1;

第三步:計算 f ( x1 ) ;

若 f ( x1 ) =0,則 x1 就是函數零點;

若 f(a) · f(x1)<0,則令 b = x1;

若f( x1) · f(b)<0,則令 a = x1 ;

第四步:判斷是否達到精確度 ε ,即若 ∣a - b ∣ < ε ,則得到零點近似值 a (或 b),否則重複第二、三、四步。

如何用二分法求函數的“零點”的近似值

例題演練與講解

例題1、函數圖象與 x 軸均有公共點,但不能用二分法求公共點橫座標的是 ( B )。

如何用二分法求函數的“零點”的近似值

例題1圖

解析:選項 B 中的函數零點是不變號零點,不能用二分法求解。

例題2、函數y=f(x) 在區間 [a,b] 上的圖象不間斷,並且f(a)·f(b)<0,則這個函數在這個區間上 ( C ) 。

A、只有一個變號零點 B、有一個不變號零點 C、至少有一個變號零點 D、不一定有零點

例題3、用二分法求函數 f(x)=x^3-2的零點時,初始區間可選為 ( B ) 。

A、(0,1)  B、(1,2)  C、(2,3)  D、(3,4)

例題4、求函數f(x)=x^3+2x^2-3x-6 的一個為正數的零點(精確到0.1)。

解:由於f(1)=-6<0,f(2)=4>0,可取區間 [1,2] 作為計算的初始區間,用二分法逐次計算,列表如下:

如何用二分法求函數的“零點”的近似值

例題4圖

因此可以看出,區間 [1.718 75,1.734 375] 內的所有值精確到0.1都為1.7,所以1.7 就是所求函數精確到0.1的實數解。

例題5、用二分法求方程x^3+3x-7=0 在(1,2) 內近似解的過程中,設函數f(x)=x^3+3x-7,

算得f(1)<0,f(1.25)<0,f(1.5)>0,f(1.75)>0,則該方程的根落在區間( B ) 。

A、(1,1.25) B、(1.25,1.5) C、(1.5,1.75) D、(1.75,2)

例題6、給出以下結論,其中正確結論的序號是________。

①函數圖象通過零點時,函數值一定變號;

②相鄰兩個零點之間的所有函數值保持同號;

③函數f(x)在區間[a,b]上連續,若滿足f(a)·f(b)<0,則方程f(x)=0在區間[a,b]上一定有實根;

④“二分法”對連續不斷的函數的所有零點都有效.

答案: ②③

例題7、

在用二分法求函數f(x)的一個正實數零點時,經計算, f(0.64)<0, f(0.72)>0, f(0.68)<0,則函數的一個精確到0.1的正實數零點的近似值為( C ) 。

A、0.68 B、0.72 C、0.7 D、0.6

例題8、已知函數f(x)=ax^3-2ax+3a-4在區間(-1,1)上有一個零點, 若a=32/17 , 用二分法求方程f(x)=0在區間(-1,1)上的根。

解:

如何用二分法求函數的“零點”的近似值

例題8圖

如何用二分法求函數的“零點”的近似值


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