数学：312《用二分法求方程的近似解二》课件新人教A版必修.pptx

数学312用二分法求方程的近似解二新人教A版必修contents目录二分法简介二分法的基本步骤二分法的实现二分法的扩展应用习题与答案CHAPTER01二分法简介二分法的定义二分法是一种求解实数近似解的数值方法，其基本思想是通过不断将区间一分为二，逐步缩小求解范围，最终找到满足精度要求的近似解。二分法的基本步骤包括：确定初始区间、计算中点、判断中点是否为解、根据判断结果将区间一分为二，重复以上步骤直到满足精度要求。二分法的基本思想是通过不断将区间一分为二，逐步缩小求解范围，最终找到满足精度要求的近似解。在每一步迭代中，计算区间的中点，并根据函数值判断中点是否为解。如果函数值在左右端点异号，则中点不是解；否则，中点是解或接近解。通过不断将非解的区间一分为二，逐步缩小求解范围，最终找到满足精度要求的近似解。二分法的基本思想二分法在求解实数近似解时具有广泛的应用场景，例如求解非线性方程的根、求解超越方程的近似解、求解优化问题中的约束条件等。在实际应用中，二分法通常与其他算法结合使用，以提高求解效率和精度。例如，在求解非线性方程组时，可以先使用迭代法找到一个初始区间，然后使用二分法在该区间内寻找近似解。二分法的应用场景CHAPTER02二分法的基本步骤 确定初始区间确定初始区间选择一个初始区间，其中包含方程的根。选择合适的初值选择区间端点的函数值异号的两个点作为初值。确定精度要求设定一个精度要求，用于控制计算的精度。取初始区间的中点，并计算该点的函数值。判断中点处的函数值与零的大小关系，以确定根所在的半区间。计算中点判断中点处的函数值计算中点判断中点处的函数值根据中点处的函数值与零的大小关系，确定根所在的半区间。判断是否满足精度要求如果当前区间长度小于设定的精度要求，则认为已经找到近似解。判断中点处的函数值根据中点处的函数值，将区间一分为二，形成两个新的子区间。确定新的区间重复以上步骤，对新的子区间进行同样的操作，直到满足精度要求。重复步骤确定新的区间重复步骤不断重复上述步骤，直到找到满足精度要求的近似解。输出结果输出近似解所在的区间以及对应的函数值。重复步骤直至满足精度要求CHAPTER03二分法的实现使用Python实现二分法导入需要的库在Python中，需要导入math库来使用二分法。判断中点是否是根检查中点c是否是方程的根。如果是，则返回c；否则，根据根所在的区间是a,c还是c,b，递归地在该区间上继续使用二分法。定义函数定义一个函数，输入是方程的根所在的区间a,b，输出是该区间的中点c。注意事项在Python实现中，需要注意精度问题，因为浮点数的运算可能会有误差。选择软件编写算法运行程序注意事项使用数学软件实现二分法01020304可以选择使用像Matlab、Mathematica或Maple这样的数学软件来实现二分法。在软件中编写二分法的算法。运行程序，输入方程的根所在的初始区间，软件会自动计算并返回近似解。在使用数学软件实现时，需要注意软件的语法和运算规则，以确保程序的正确性。二分法的收敛速度取决于初始区间的长度。初始区间越短，收敛速度越快。因此，选择合适的初始区间是很重要的。初始区间的选择在计算过程中，需要设定一个精度要求。当区间的长度小于该精度时，即可认为找到了方程的近似解。精度要求如果方程有多个根，且这些根之间的距离很小，那么在使用二分法时可能会遇到困难。此时，需要采用其他方法来寻找这些根。多重根的情况二分法的注意事项CHAPTER04二分法的扩展应用处理非连续函数对于非连续函数，二分法仍然适用，但需要注意处理函数在区间端点处的取值情况。求解非线性方程组的根将二分法应用于方程组，可以通过分别对每个方程进行二分法求解，再寻找解的交集。求解非线性方程的根二分法可以用于求解非线性方程的根，通过不断将区间缩小，逼近方程的根。二分法在求解非线性方程中的应用03处理方程组的不动点利用二分法可以找到方程组的不动点，即满足所有方程的解。01联立方程的根对于联立方程，可以利用二分法分别对每个方程进行求解，再寻找解的交集。02非线性方程组的根对于非线性方程组，可以利用二分法对每个方程进行求解，再寻找解的交集。二分法在求解方程组中的应用求解约束优化问题通过将约束条件转化为等式或不等式，利用二分法求解最优解。处理离散优化问题对于离散优化问题，可以利用二分法将问题转化为连续问题后再进行求解。求解多目标优化问题将多目标优化问题转化为单目标优化问题后，可以利用二分法进行求解。二分法在优化问题中的应用CHAPTER05习题与答案1、题目：用二分法求函数$f(x)=2x3-x2+2$在区间$(1,2)$内的零点，取区间中点为$x_0=frac1+22=frac32$，则下一个小区间为()A.$(1,frac32)$B.$(1,frac54)$C.$(1,frac76)$D.$(1,frac98)$2、题目：已知函数$f(x)=x3-3x2+2$在区间$(0,a)$内有零点，则实数$a$的取值范围是()A.$(0,1)$B.$(0,2)$C.$(1,2)$D.$(1,+infty)$3、题目：已知函数$f(x)=x3-3x2+2$在区间$(-3,3)$内的零点个数为()A.$0$B.$1$C.$2$D.$3$基础习题4、题目01已知函数$f(x)=x3-ax2+bx+c$在区间$(0,2)$和$(2,4)$内各有一个极值点，若$f(4)=4$，则$b-c=$_5、题目02已知函数$f(x)=x3-ax2+bx+c$在区间$(0,1)$和$(1,2)$内各有一个极值点，若$f(2)=0$，则$fracb-ca-1$的取值范围是_6、题目03已知函数$f(x)=x3-ax2+bx+c$在区间$(0,1)$和$(1,2)$内各有一个极值点，若$fracba-1$的取值范围是$(0,4)$，则$c$的取值范围是_进阶习题1、答案：D解析：由题意可知，函数在区间$lbrackfrac1+22,frac2+22rbrack=lbrackfrac32,frac42rbrack$上单调递增，在区间$lbrackfrac4+22,frac5+22rbrack=lbrackfrac62,frac72rbrack$上单调递减，所以函数在区间$lbrackfrac32,frac42rbrack$上单调递增，在区间$lbrackfrac42,frac72rbrack$上单调递减，所以当$x in(1,frac32)$时，函数单调递增，当$x in(frac32,frac76)$时，函数单调递减，当$x in(frac76,2)$时，函数单调递增，所以当$x in(1,frac76)$时，函数单调递减，故选C.2、答案：D习题答案及解析THANKSFOR感谢您的观看WATCHING