用二分法求方程的近似解经典例题及答案

例1:利用计算器,求方程x?2x?1?0的一个近似解(精确到0.1).

22【解】设f(x)?x?2x?1, 先画出函数图象的简图. (如右图所示) 因为

f(2)??1?0,f(3)?2?0,

2所以在区间(2,3)内,方程x?2x?1?0有一解,记为x1.取2与3的平均数2.5,因为 f(2.5)?0.25?0, 所以 2?x1?2.5.

再取2与2.5的平均数2.25,因为所以 2.25?x1?2.5. 如此继续下去,得

f(2.25)??0.4375?0,

f(2)?0,f(3)?0?x1?(2,3)f(2.25)?0,f(2.5)?0?x1?(2.25,2.5)f(2)?0,f(2.5)?0?x1?(2,2.5)f(2.375)?0,f(2.5)?0?x1?(2.375,2.5)f(2.375)?0,f(2.4375)?0?x1?(2.375,2.4375),因为2.375与2.4375精确到0.1的近似

值都为2.4,所以此方程的近似解为

x1?2.4.

利用同样的方法,还可以求出方程的另一个近似解.

点评:①第一步确定零点所在的大致区间(a,b),可利用函数性质,也可借助计算机或计算器,但尽量取端点为整数的区间,尽量缩短区间长度,通常可确定一个长度为1的区间; ②建议列表样式如下: 零点所在区间 区间中点函数值 区间长度 1 0.5 0.25 0.125 如此列表的优势:计算步数明确,区间长度小于精度时,即为计算的最后一步. 例2:利用计算器,求方程lgx?3?x的近似解(精确到0.1). 分析:分别画函数y?lgx和y?3?x 的图象,在两个函坐标就是方程图象可以发现,方

数图象的交点处,函数值相等.因此,这个点的横

lgx?3?x的解.由函数y?lgx与y?3?x的

程lgx?3?x有惟一解,记为x1,并且这个解在

区间(2,3)内.

【解】设f(x)?lgx?x?3,利用计算器计算得

因为2.5625与2.625精确到0.1的近似值都为2.6,所以此方程的近似解为

x1?2.6.

思考:发现计算的结果约稳定在2.58717.这实际上是求方程近似解的另一种方法——迭代法. 除了二分法、迭代法,求方程近似解的方法还有牛顿切线法、弦切法等. 例3:利用计算器,求方程2?x?4的近似解(精确到0.1). 【解】方程2?x?4 可以化为2?4?x. 分别画函数y?2 与

xxxxy?4?x的图象,由图象可以知道,方程2x?x?4的解在区间(1,2)内,那么对于区间

(1,2),利用二分法就可以求得它的近似解为x?1.4.

追踪训练一

1. 设x0是方程lnx??x?4的解,则x0所在的区间为 ( B ) A.(3,4) B.(2,3) C.(1,2) D.(0,1)

2. 估算方程5x?7x?1?0的正根所在的区间是 ( B ) A.(0,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,4)

3.计算器求得方程5x?7x?1?0的负根所在的区间是( A )

22

??2,?1?

C.??2.5,?2? D.??3,?2.5?

A.(?1,0) B.

4.利用计算器,求下列方程的近似解(精确到0.1) (1)lg2x??x?1 (2)3?x?4 答案: (1)0.8(2)x1??3.9,x2?1.6

x一、含字母系数的二次函数问题

例4:二次函数f(x)?px?qx?r中实数

2p、q、r满足

pqr???0,其中m?2m?1mm?0,求证:

m(1)pf()?0);

m?1(2)方程

f(x)?0在(0,1)内恒有解.

分析:本题的巧妙之处在于,第一小题提供了有益的依据:

m是区间(0,1) 内的数,且m?1pf(mmm)和(,1)来处理. )?0,这就启发我们把区间(0,1) 划分为(0,

m?1m?1m?1p2m??, 2(m?1)(m?2)【解】(1)

由于f(x)是二次函数,故p?0,又m?0,所以,⑵ 由题意,得f(0)?r, f(1)?p?q?r.

pf(m)?0. m?1m)?0 m?1m若r?0,则f(0)?0,又f()?0,

m?1m所以f(x) 在(0,)内有解.

m?1①当p?0时,由(1)知

f(若r?0,则f(1)?p?q?r?p?(m?1)

?(?prprmm(,1)内有解. ?)?r???0,又f()?0,所以f(x)?0在

m?2mm?2mm?1m?1②当p?0时同理可证.

点评:(1)题目点明是“二次函数”,这就暗示着二次项系数p?0.若将题中的“二次”两个字去掉,所证结论相应更改.

(2)对字母p、r分类时先对哪个分类是有一定讲究的,本题的证明中,先对类显然是比较好.

p分类,然后对r分

追踪训练二

21.若方程2ax?x?1?0在(0,1)内恰有一则实数a的取值范围是 (B )

1,??) B.(1,??) 81C.(??,1) D.[?,1)

8A.[?2.方程x?2x?2k?1?0的两个根分别在区间(0,1)和(1,2)内,则k的取值范围是

21?k?1; 23.已知函数f(x)?2mx?4,在[?2,1]上存在x0,使f(x0)?0,则实数m的取值范围是____m?1或m??2_____________. 4.已知函数⑴试求函数

f?x??x3?x

f?n??1000?若存在,求出n,若不存在,请说明理由.

y?f?x?的零点;

⑵是否存在自然数n,使

答案:(1)函数y?f(x)的零点为x?0;

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