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    用二分法研究函数f(x)=x3+3x-1的零点时,第一次经计算f(0)<0,f(0.5)>0,可得其中一个零点x0∈________,第二次应计算________.以上横线上应填的内容为(  )
    A.(0,0.5),f(0.25) B.(0,1),f(0.25)
    C.(0.5,1),f(0.75) D.(0,0.5),f(0.125)

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本试题 “用二分法研究函数f(x)=x3+3x-1的零点时,第一次经计算f(0)<0,f(0.5)>0,可得其中一个零点x0∈________,第二次应计算________.以上横线上应填的内容...” 主要考查您对

用二分法求函数零点的近似值

函数图象

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  • 用二分法求函数零点的近似值
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二分法的定义

对于区间[a,b]上连续不断,且f(a)·f(b)<0的函数y=f(x),通过不断把函数f(x)的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似解的方法叫做二分法。

给定精确度ξ,用二分法求函数f(x)的零点的近似值的步骤:

(1)确定区间[a,b],验证f(a)·f(b)<0,给定精确度ξ;
(2)求区间(a,b)的中点x1
(3)计算f(x1),
①若f(x1)=0,则就是函数的零点;
②若f(a)·f(x1)<0,则令b=x1(此时零点x0∈(a,x1));
③若f(x1)·f(b)<0,则令a=x1(此时零点x0∈(x1,b));
(4)判断是否达到精确度ξ,即若|a-b|<ξ,则达到零点近似值a(或b);否则重复(2)-(4)。


利用二分法求方程的近似解的特点:

(1)二分法的优点是思考方法非常简明,缺点是为了提高解的精确度,求解的过程比较长,有些计算不用计算工具甚至无法实施,往往需要借助于科学计算器.
(2)二分法是求实根的近似计算中行之有效的最简单的方法,它只要求函数是连续的,因此它的使用范围很广,并便于在计算机上实现,但是它不能求重根,也不能求虚根。


 关于用二分法求函数零点近似值的步骤应注意以下几点:

①第一步中要使区间长度尽量小,f(a),f(b)的值比较容易计算,且f(a).f(b)<0;
②根据函数的零点与相应方程根的关系,求函数的零点与求相应方程的根是等价的,对于求方程f(x)=g(x)的根,可以构造函数F(x)=f(x)-g(x),函数F(x)的零点即为方程f(x)=g(x)的根;
③设函数的零点为x0,则a<x0<b,作出数轴,在数轴上标出a,b,x0对应的点,如图,所以0<x0-a<b-a,a一b<x0-b<0.由于|a -b|<ε,所以|x0 -a|<b-a<ε,|x0 -b|<|a -b|<ε即a或b作为函数的零点x0的近似值都达到给定的精确度ε
    
④我们可用二分法求方程的近似解.由于计算量大,而且是重复相同的步骤,因此,我们可以通过设计一定的计算程序,借助计算器或计算机完成计算.


定义:

点集{(x,y)|y=f(x)}叫做函数y=f(x)的图像。


函数图像的画法:

(1)描点法:
一般我们选择一些特殊点(包括区间端点、最值点、极值点、函数图像与坐标轴的交点等)。
(2)用函数的性质画图
一般我们选择先确定函数的定义域,再看函数是否具有周期性和对称性、奇偶性,这样我们就可以只画出部分图像,之后根据性质直接得到其余部分的图像,然后判断单调性,确定特殊点或渐近线,进而得到函数的大致图像。
(3)通过图像变换画图
(一)平移变化:
Ⅰ水平平移:函数y=f(x+a)的图像可以把函数y=f(x)的图像沿x轴方向向左(a>0)或向右(a<0)平移|a|个单位即可得到;
Ⅱ竖直平移:函数y=f(x+a)的图像可以把函数y=f(x)的图像沿x轴方向向上(a>0)或向下(a<0)平移|a|个单位即可得到.
(二)对称变换:
Ⅰ函数y=f(-x)的图像可以将函数y=f(x)的图像关于y轴对称即可得到;
Ⅱ函数y=-f(x)的图像可以将函数y=f(x)的图像关于x轴对称即可得到;
Ⅲ函数y=-f(-x)的图像可以将函数y=f(x)的图像关于原点对称即可得到;
Ⅳ函数y=f-1(x)的图像可以将函数y=f(x)的图像关于直线y=x对称得到.

函数图像的判断:

这里主要是抽象函数的图像,借助函数的对称性、周期性及单调性确定函数的图像;另外借助导数,就是函数在某点处的切线斜率的变化,体现在函数的图像上就是增长的快还是慢来确定函数的图像。


常用结论:

(1)若函数y=f(x)定义域内任一x的值都满足f(a+x)=f(b-x),则y=f(x)的图像关于直线成轴对称图形;特别地,y=f(x)满足恒成立,则y=f(x)的图像关于直线x=a成轴对称图形;
(2)函数y=f(x)的图像关于直线x=a及x=b对称,则y=f(x)是周期函数,且2|b-a|是它的一个周期。