2.4.2求函数零点近似解的一种计算方法——二分法【课标要求】1.了解函数变号零点与不变号零点的概念,会判断函数变号零点的存在.2.会用二分法求函数变号零点的近似值,并能对二分法的过程作出程式化的步骤.【核心扫描】1.二分法的原理.(重点、难点)2.二分法求变号零点结束条件的判断.(难点)自学导引1.二分法的概念对于在区间[a,b]上连续不断且的函数y=f(x),通过不断地把函数f(x)的零点所在的区间,使区间的两个端点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.由函数的零点与相应方程根的关系,可用二分法来求.f(a)f(b)<0一分为二逐步逼近为零点方程的近似解2.用二分法求函数f(x)零点近似值的步骤(1)确定区间[a,b],使.(2)求区间(a,b)的中点,x1=.(3)计算f(x1).①若f(x1)=0,则;②若f(a)·f(x1)<0,则令b=x1(此时零点x0∈());③若f(x1)·f(b)<0,则令a=x1(此时零点x0∈()).f(a)f(b)<0a+b2x1就是函数的零点a,x1x1,b(4)继续实施上述步骤,直到区间,函数的零点总位于区间上,当an和bn按照给定的精确度所取的近似值相同时,这个相同的近似值就是函数y=f(x)的近似零点,计算终止.这时函数y=f(x)的近似零点满足给定的精确度.[an,bn][an,bn]试一试:若二次方程x2+2mx+2m+1=0,有两根,其中一根在区间(-1,0)内,如何求m的取值范围?提示令f(x)=x2+2mx+2m+1,则函数与x轴有两个交点,一根在(-1,0)内,则f(-1)·f(0)<0,可求得m的取值范围.想一想:函数f(x)在区间[a,b]上连续,若f(a)·f(b)>0,函数在[a,b]上一定有零点吗?提示不一定,可能没有零点,也可能有一个不变号零点,也可能有多个变号零点.名师点睛1.函数f(x)在区间[a,b]上的零点如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,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(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的根.(1)应用该方法只有判定在(a,b)上至少存在一个变号零点,但不能判断零点的个数.(2)若f(a)·f(b)>0,且函数在[a,b]上连续且单调,则函数y=f(x)在(a,b)内一定没有零点;(3)若f(a)·f(b)>0,且函数在[a,b]上不单调,则零点情况不确定.2.二分法(1)二分法的实质就是通过选取中点将区间一分为二逐次逼近.(2)在没有公式可用来求方程根时,可联系相关函数,用二分法求零点,用二分法求出的零点一般是零点的近似解.(3)并不是所有的函数都可以用二分法求零点,二分法只能求出函数的变号零点.不变号零点则不能用二分法求解.(4)用二分法求方程解的理论依据是:函数在某一个单调区间上有正值和负值,则必有零值.要想判断出某根所在区间我们需先画出方程所对应的函数的图象,除此之外,还应注意所找的区间应是函数的单调区间.如果方程所对应的函数的图象很难画出,我们可以将方程化为f(x)=g(x)的形式(其中f(x),g(x)的图象容易画出),作出函数f(x),g(x)的图象,此时,两个函数图象的交点的横坐标就是方程的解.可以通过图象找出根所在的大体区间,再用二分法求解.题型一判断函数零点所在区间【例1】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________.[思路探索]属于“二分法”思想判断区间.解析令f(x)=x3-2x-5,可知f(2)=-1,f(3)=16.因为f(2.5)=458>0,显然下一个有根的区间为(2,2.5).答案:(2,2.5)规律方法函数f(x)在[a,b]内连续,f(a)·f(b)<0,则在[a,b]上一定有一变号零点.【训练1】判断下列方程在区间上是否存在零点.(1)2x+2x=0x∈(12,8)(2)x3-x-1=0x∈[-1,2]解(1)令f(x)=2x+2x,则f(12)=5>0,f(8)=654>0,且f(x)=2x+2x在(12,8)上恒大于零,所以该方程在(12,8)上不存在零点.(2)令f(x)=x3-x-1, f(-1)=-1<0,f(2)=5>0,∴f(-1)·f(2)<0,∴f(x)=x3-x-1在[1,2]上存在零点.题型二二分法求函数零点近似解【例2】求函数f(x)=x3+2x2-3x-6的一个为正数的零点(精确度0.01).[思路探索]用二分法求零点的步骤完成.解因为f(1)=-6<0,f(2)=4>0,所以存在x1∈(1,2),使f(x1)=0.用二分法逐次计算,列表如下...