用二分法求零點近似值時,對區(qū)間的開閉性有無要求
- 教育綜合
- 2024-01-02 12:59:51
闡述用二分法求解方程近似解的適用范圍及步驟.并說明高中數(shù)學新課程中引入二分法的意義。
【答案】:二分法求解方程近似解的適用范圍:對于函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上連續(xù)不斷,且滿足f(a)·f(b)<0的函數(shù)。 步驟:給定精度£,用二分法求函數(shù)廠(x)的零點近似值的步驟如下: (1)確定區(qū)間[a,b],驗證f(a)·f(b)<0,給定精度£; (2)求區(qū)間(a,b)的中點x1; (3)計算f(x1):①若f(x1)=0,則x1就是函數(shù)的零點; ②若f(a)·f(x1)<0,則令b=x1(此時零點x0∈(a,x1)); ③若f(x1)·f(b)<0,則令a=x1(此時零點x0∈(x1,b)); (4)判斷是否達到精度£; 即若|a-b|<∈,則得到零點值a(或b);否則重復步驟二分法[a,b]說明在a,b上有零點,但實際x=a,b無零點,為什么用閉區(qū)間不用開區(qū)間,用開區(qū)間可
二分法要保證在閉區(qū)間[a,b]上連續(xù)且f(a)、f(b)有意義才能進一步利用f(a)·f(b)<0。如果用開區(qū)間,無法f(a)與f(b)的值。用二分法求近似解的區(qū)間 是怎樣確定的?
二分法 數(shù)學方面: 一般地,對于函數(shù)f(x),如果存在實數(shù)c,當x=c時f(c)=0,那么把x=c叫做函數(shù)f(x)的零點。 解方程即要求f(x)的所有零點。 先找到a、b,使f(a),f(b)異號,說明在區(qū)間(a,b)內(nèi)一定有零點,然后求f[(a+b)/2], 現(xiàn)在假設(shè)f(a)<0,f(b)>0,aa,從①開始繼續(xù)使用 中點函數(shù)值判斷。 如果f[(a+b)/2]>0,則在區(qū)間(a,(a+b)/2)內(nèi)有零點,(a+b)/2=>b,從①開始繼續(xù)使用 中點函數(shù)請問這個方程該如何解?
【求解答案】x = -0.7034674224
【求解方法】由于該方程屬于非線性方程,只有通過數(shù)值分析的方法來求解。今介紹一種求解比較簡單的方法是如何來求其數(shù)值解。二分法,即一分為二的方法。
二分法的定義:對于區(qū)間[a,b]上連續(xù)不斷且f(a)·f(b)<0的函數(shù)y=f(x),通過不斷地把函數(shù)f(x)的零點所在的區(qū)間一分為二,使區(qū)間的兩個端點逐步逼近零點,進而得到零點近似值的方法。
二分法的求法:給定精確度ξ,用二分法求函數(shù)f(x)零點近似值的步驟如下:
1 確定區(qū)間[a,b],驗證f(a)·f(b)<0,給定精確度ξ。
2 求區(qū)間(a,b)的中點c。
3 計算f(c)。
(1) 若f(c)=0,則c就是函數(shù)的零點;
(2) 若f(a)·f(c)<0,則令b=c;
(3) 若f(c)·f(b)<0,則令a=c.
(4) 判斷是否達到精確度ξ。即若|a-b|<ξ,則得到零點近似值a(或b),否則重復2-4。
【求解過程】
由此,得到x = -0.7034674224,其精度小于1e-10。
【全部計算數(shù)據(jù)列表】
【其他求解方法】圖解法。圖解法是一種快速求解非線性方程的圖示法。其方法是:
1、分別令
并用五點法去繪制其圖形;
2、該兩條函數(shù)曲線出現(xiàn)的交點,x的坐標值即為該方程的解;
3、從圖中我們可以粗略得到其數(shù)值,x≈-0.70。
高中數(shù)學二分法詳細講解
二分法的思想為:首先確定有根區(qū)間,將區(qū)間二等分,通過判斷F(x)的符號,逐步將有根區(qū)間縮小,直至有根區(qū)間足夠小,便可求出滿足精度要求的近似根。 對于在區(qū)間{a,b}上連續(xù)不斷,且滿足f(a)f(b)<0的函數(shù)y=f(x),通過不斷地把函數(shù)f(x)的零點所在的區(qū)間二等分,使區(qū)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做二分法。 用二分法的條件f(a)f(b)<0表明二分法求函數(shù)的近似零點都是指變號零點。 一般地,對于函數(shù)f(x),如果存在實數(shù)c,當x=c時f(c)=0,那么把x=c叫做函數(shù)f(x)的零點。 解方程即要求f(x)的所有零點。 先找到a、b,使f(a),f(b)異號,說明在展開全文閱讀
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