视频标签:求函数零点,近似解的,二分法
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视频课题:高中数学人教B版版必修一《求函数零点近似解的一种计算方法——二分法》
教学设计、课堂实录及教案:高中数学人教B版版必修一《求函数零点近似解的一种计算方法——二分法》
《求函数零点近似解的一种计算方法——二分法》
教材分析
(一)设置游戏,导入新课
师:在上课之前我们来做个游戏好不好?游戏规则是请每位同学从(0,64)中任选一个整数,记在心里,我提六个问题,你只要回答我“高了”或是“低了”。六个问题全答完以后,我就会算出你心里记的那个数。你们相信吗? 生:相信!
请两位同学一起和教师学生完成游戏环节
师:你们想不想知道我是用什么方法算出来呢?首先给定一个区间(0,64),然后取区间中点,根据你们回答“高了”或是“低了”作为判断的依据,你们如果说“高了”,说明这个数字一定在(0~32)内,然后我又取(0~32)中点16,你们又回答高了,说明数字在(0~16)就这样每次区间一分为二,将你们心里想的数字所在的区间逐步缩小,直到猜出数字。你们想不想试一试呢?学会了吗?课下同学们可以玩玩这个游戏。
(二)引导探究,解决问题
小组探究1:想一想,下列函数是否存在零点?你用什么方法求得零点?
21()24
fxxx2()ln26
fxxx
生1::第一个用求根公式.
生2:把方程变形 ,画出两个函数lnxy和
62yx的图象,看两个函数是否有交点。发现恰好有一个角度,在
(1,3)内。
生3:第二个方程还可以画出函数图像,观察函数图象是否与x轴有交点。发现恰好有一个交点,用函数零点存在性定理判断(2)f<0,(3)f>0,所以零点在(2,3).
小组探究2:如何求得函数的零点?
师:刚才的游戏我是怎么猜出你们心中的数字的。是不是先给出一个区间,然后取区间中点,将区间一分为二,逐步将区间缩小,逐步逼近数字所在的区间,是是可以借用这种方法求出函数的近似解呢? 合作探究:(学生6人一组互相配合,两人计算中点,两人按计算器,两人记录过程.)
步骤一:取区间(2,3)的中点2.5,用计算器算得(2.5)0.0840f.
由(3)f>0,得知(2.5)(3)0ff,所以零点在区间(2.5,3)内。 步骤二:取区间(2.5,3)的中点2.75,用计算器算得(2.75)0.5120f.
因为(2.5)(2.75)0ff,所以零点在区间(2.5,2.75)内. 结论: 由于 (2,3)(2.5,3)(2.5,2.75),所以零点所在的范围确实越
来越小了. 如果重复上述步骤,在一定精确度下,我们可以在有限次重复上述步骤后,将所得的零点所在区间内的任一点作为函数零点的近似值.特别地,可以将区间端点作为函数零点的近似值.(见下表和图)
(三)归纳总结,获得新知 二分法定义:
对于在区间a[,]b上连续不断且满足)(af·)(bf0的函数)(xfy,通过不断地把函数)(xf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,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.
师:如何终止计算呢?需要给出精确度,当区间长度小于精确度就可以终止运算,这时区间内的任何一个数都可以作为函数的近似零点。 小组探究3:请学生总结二分法求函数)(xf的零点近似值的步骤如下: 生:给定精确度,用二分法求函数)(xf的零点近似值的步骤如下: 1、确定区间a[,]b,验证)(af·)(bf0,给定精确度;
2、求区间a(,)b的中点c; 3、计算()fc:
(1)若()fc=0,则c就是函数的零点;
(2)若)(af·()fc<0,则令b=c(此时零点0(,)xac); (3)若()fc·)(bf<0,则令a=c(此时零点0(,)xcb); 4、判断是否达到精确度:
即若||ab,则得到零点零点值a(或b);否则重复步骤2—4. (四)例题剖析,巩固新知
例1:借助计算器用二分法求函数 的正实数零点(精确度0.1).
合作探究4:(学生6人一组互相配合,两人计算中点,两人按计算器,两人记录过程.)
本例鼓励学生自行尝试,让学生体验解题遇阻时的困惑以及解决问题的快乐.此例让学生体会用二分法来求方程近似解的完整过程,进一步巩固二分法的思想方法. 思考:
问题(1):用二分法只能求函数零点的“近似值”吗? 问题(2):是否所有的零点都可以用二分法来求其近似值? 教师有针对性的提出问题,引导学生回答,学生讨论,交流. 反思二分法的特点,进一步明确二分法的适用范围以及优缺点,指出它只是求函数零点近似值的“一种”方法. (五)尝试练习,检验成果
3222
fxxxx
练习1: 下列函数的图象与x轴均有交点,其中不能用二分法求其零点的是 ( ) .
2、根据表格中的数据,可以断定方程
的一个根所在区间是________. x -1 0 1 2 3
0.37
1
2.72
7.39
20.09
x+2 1 2 3 4 5
3合作探究5:在26枚崭新的金币中,混入了一枚外表与它们相同的假币(重量较轻),现在只有一台天平,请问:最多几次就可以发现这枚假币?
(六)课堂小结,回顾反思
学生归纳,互相补充,老师总结:
x
y
0
x
y 0
x
y
0
x
y 0
A B C D
02xex
函数
方程转化思想
逼近思想数学源于生活
数学用于生活
二分法
数形结合
1.确定初始区间2.不断分解区间3.根据精确度得出近似解用二分法求方程的近似解
(七)课后作业,加强新知 课后作业:
课本 第74页 习题1,2 拓展作业:
搜集二分法在实际生活中的应用实例 (八)编写口诀,巩固新知
定区间,找中点, 中值计算两边看. 同号去,异号算, 零点落在异号间. 周而复始怎么办? 精确度上来判断.
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