方程的根與函數的零點
零點概念:對于函數y=f(x),我們把使f(x)=0的實數x叫做函數y=f(x)的零點.
方程f(x)=0有實數根 函數y=f(x) 的圖象與x軸有交點 函數y=f(x)有零點
如果函數y=f(x)在區間[a,b]上的圖象是連續不斷的一條曲線,并且有f(a).f(b)<0,那么,函數y=f(x)在區間(a,b)內有零點,即存在c (a,b),使得f(c)=0,這個c也就是方程f(x)=0的根.
2. 探究:一元二次方程求根公式? 三次方程? 四次方程?
材料:高次多項式方程公式解的探索史料:在十六世紀,已找到了三次和四次函數的求根公式,但對于高于4次的函數,類似的努力卻一直沒有成功,到了十九世紀,根據阿貝爾(abel)和伽羅瓦(galois)的研究,人們認識到高于4次的代數方程不存在求根公式,亦即,不存在用四則運算及根號表示的一般的公式解.同時,即使對于3次和4次的代數方程,其公式解的表示也相當復雜,一般來講并不適宜作具體計算.因此對于高次多項式函數及其它的一些函數,有必要尋求其零點的近似解的方法,這是一個在計算數學中十分重要的課題
二、講授新課:
1. 教學二分法的思想及步驟:
① 出示例:有12個小球,質量均勻,只有一個是比別的球重的,你用天平稱幾次可以找出這個球的,要求次數越少越好. ( 讓同學們自由發言,找出最好的辦法)
解:第一次,兩端各放六個球,低的那一端一定有重球
第二次,兩端各放三個球,低的那一端一定有重球
第三次,兩端各放一個球,如果平衡,剩下的就是重球,否則,低的就是重球.
其實這就是一種二分法的思想,那什么叫二分法呢?
② 探究: 的零點所在區間?如何找出這個零點? → 師生用二分法探索
③ 定義二分法的概念:對于在區間[a,b]上連續不斷且f(a).f(b)<0的函數y=f(x),通過不斷的把函數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,進而得到零點近似值的方法叫二分法(bisection)
④ 探究:給定精度ε,用二分法求函數 的零點近似值的步驟如下:
a.確定區間 ,驗證 ,給定精度ε;b. 求區間 的中點 ;
c. 計算 : 若 ,則 就是函數的零點; 若 ,則令 (此時零點 ); 若 ,則令 (此時零點 );
d. 判斷是否達到精度ε;即若 ,則得到零點零點值a(或b);否則重復步驟2~4.
2. 教學例題:
① 出示例:借助計算器或計算機用二分法求方程2 +3x=7的近似解. (師生共練)
② 練習:求函數 的一個正數零點(精確到 )
3. 小結:二分法的概念, 二分法的步驟;注重二分法思想
三、鞏固練習:1. p100, 1,題 2,題; 2. 求方程 的解的個數及其大致所在區間.
3. 用二分法求 的近似值; 4. 求方程的實數解個數: ;
5. 作業:p102 3,4題, 閱讀p105框圖