2020_2021学年高中数学课时分层作业23用二分法求方程的近似解新人教A版必修1 练习
展开课时分层作业(二十三) 用二分法求方程的近似解
(建议用时：60分钟)
一、选择题
1．下面关于二分法的叙述中，正确的是( )
A．用二分法可求所有函数零点的近似值
B．用二分法求方程的近似解时，可以精确到小数点后的任一位
C．二分法无规律可循，无法在计算机上完成
D．只能用二分法求函数的零点
B [用二分法求函数零点的近似值，需要有端点函数值符号相反的区间，故选项A错误；二分法是一种程序化的运算，故可以在计算机上完成，故选项C错误；求函数零点的方法还有方程法、函数图象法等，故D错误，故选B.]
2．函数f(x)的图象是连续不断的曲线，在用二分法求方程f(x)＝0在(1,2)内近似解的过程可得f(1)<0，f(1.5)>0，f(1.25)<0，则方程的解所在区间为( )
A．(1.25,1.5) B．(1,1.25)
C．(1.5,2) D．不能确定
A [由于f(1.25)·f(1.5)<0，则方程的解所在区间为(1.25,1.5)．]
3．若函数f(x)＝x3＋x2－2x－2的一个正数零点附近的函数值用二分法计算，其参考数据如下：
f(1)＝－2 | f(1.5)＝0.625 | f(1.25)＝－0.984 |
f(1.375)＝－0.260 | f(1.437 5)＝0.162 | f(1.406 25)＝－0.054 |
那么方程x3＋x2－2x－2＝0的一个近似根(精确度为0.05)可以是( )
A．1.25 B．1.375
C．1.42 D．1.5
C [由表格可得，函数f(x)＝x3＋x2－2x－2的零点在(1.406 25,1.437 5)之间．结合选项可知，方程x3＋x2－2x－2＝0的一个近似根(精确度为0.05)可以是1.42.故选C.]
4．用二分法求函数f(x)＝2x＋3x－7在区间[0,4]上的零点近似值，取区间中点2，则下一个存在零点的区间为( )
A．(0,1) B．(0,2)
C．(2,3) D．(2,4)
B [因为f(0)＝20＋0－7＝－6<0，
f(4)＝24＋12－7>0，
f(2)＝22＋6－7>0，所以f(0)·f(2)<0，所以零点在区间(0,2)内．]
5．在用“二分法”求函数f(x)零点近似值时，第一次所取的区间是[－2,4]，则第三次所取的区间可能是( )
A．[1,4] B．[－2,1]
C. D.
D [∵第一次所取的区间是[－2,4]，
∴第二次所取的区间可能为[－2,1]，[1,4]，∴第三次所取的区间可能为，，，.]
二、填空题
6．已知函数f(x)＝x3－2x－2，f(1)·f(2)<0，用二分法逐次计算时，若x0是[1,2]的中点，则f(x0)＝________.
－1.625 [由题意，x0＝1.5，f(x0)＝f(1.5)＝－1.625.]
7．在用二分法求方程f(x)＝0在[0,1]上的近似解时，经计算，f(0.625)<0，f(0.75)>0，f(0.687 5)<0，即得出方程的一个近似解为________．(精确度为0.1)
0.687 5(答案不唯一) [∵f(0.625)<0，f(0.75)>0，f(0.687 5)<0，
∴方程的解在(0.687 5,0.75)上，
而|0.75－0.687 5|<0.1，
∴方程的一个近似解为0.687 5.]
8．如图，一块电路板的线路AB之间有64个串联的焊接点(不含端点A，B)，如果线路不通的原因是由于焊口脱落所致，要想检验出哪一处的焊口脱落，则至多需要检测________次．
6 [第1次取中点把焊点数减半为＝32，第2次取中点把焊点数减半为＝16，第3次取中点把焊点数减半为＝8，第4次取中点把焊点数减半为＝4，第5次取中点把焊点数减半为＝2，第6次取中点把焊点数减半为＝1，所以至多需要检测的次数是6.]
三、解答题
9．已知方程2x＋2x＝5.
(1)判断该方程解的个数以及所在区间；
(2)用二分法求出方程的近似解(精确度0.1)．
参考数值：
x | 1.187 5 | 1.125 | 1.25 | 1.312 5 | 1.375 | 1.5 |
2x | 2.278 | 2.181 | 2.378 | 2.484 | 2.594 | 2.83 |
[解] (1)令f(x)＝2x＋2x－5.
因为函数f(x)＝2x＋2x－5在R上是增函数，
所以函数f(x)＝2x＋2x－5至多有一个零点．
因为f(1)＝21＋2×1－5＝－1<0，f(2)＝22＋2×2－5＝3>0，
所以函数f(x)＝2x＋2x－5的零点在(1,2)内．
(2)用二分法逐次计算，列表如下：
区间 | 中点的值 | 中点函数值符号 |
(1,2) | 1.5 | f(1.5)>0 |
(1,1.5) | 1.25 | f(1.25)<0 |
(1.25,1.5) | 1.375 | f(1.375)>0 |
(1.25,1.375) | 1.312 5 | f(1.312 5)>0 |
(1.25,1.312 5) |
|
|
因为|1.375－1.25|＝0.125>0.1，且
|1.312 5－1.25|＝0.062 5<0.1，
所以函数的零点近似值为1.312 5，
即方程2x＋2x＝5的近似解可取为1.312 5.
10．用二分法求方程x2－5＝0的一个近似正解．(精确度为0.1)
[解] 令f(x)＝x2－5，因为f(2.2)＝－0.16<0，f(2.4)＝0.76>0，
所以f(2.2)·f(2.4)<0，
即这个函数在区间(2.2,2.4)内有零点x0，
取区间(2.2,2.4)的中点x1＝2.3，f(2.3)＝0.29，因为f(2.2)·f(2.3)<0，所以x0∈(2.2,2.3)，
再取区间(2.2,2.3)的中点x2＝2.25，f(2.25)＝0.062 5，
因为f(2.2)·f(2.25)<0，
所以x0∈(2.2,2.25)，由于|2.25－2.2|＝0.05<0.1，
所以原方程的近似正解可取为2.25.
1．下列函数中不能用二分法求零点近似值的是( )
A．f(x)＝3x－1 B．f(x)＝x3
C．f(x)＝|x| D．f(x)＝ln x
C [对于选项C而言，令|x|＝0，得x＝0，即函数f(x)＝|x|存在零点，但当x>0时，f(x)>0；当x<0时，f(x)>0，所以f(x)＝|x|的函数值非负，即函数f(x)＝|x|有零点，但零点两侧函数值同号，所以不能用二分法求零点的近似值．]
2．在用二分法求函数f(x)的一个正实数零点时，经计算，f(0.64)＜0，f(0.72)＞0，f(0.68)＜0，则函数的一个精确到0.1的正实数零点的近似值为( )
A．0.68 B．0.72
C．0.7 D．0.6
C [已知f(0.64)＜0，f(0.72)＞0，则函数f(x)的零点的初始区间为[0.64,0.72]，又0.68＝(0.64＋0.72)，且f(0.68)＜0，所以零点在区间[0.68,0.72]，且该区间的左、右端点精确到0.1所取的近似值都是0.7，因此，0.7就是所求函数的一个正实数零点的近似值．]
3．二次函数f(x)＝ax2＋bx＋c(x∈R)的部分对应值如下表：
x | －3 | －2 | －1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
y | 6 | m | －4 | －6 | －6 | －4 | n | 6 |
可以判断方程ax2＋bx＋c＝0的两根所在的区间是________．
(－3，－1)和(2,4) [由表格可得二次函数f(x)的对称轴为x＝，a>0.由f(－3)·f(－1)<0，f(2)·f(4)<0，可得f(x)的零点所在区间为(－3，－1)和(2,4)，即方程ax2＋bx＋c＝0的两根所在的区间是(－3，－1)和(2,4)．]
4．某同学在借助计算器求“方程lg x＝2－x的近似解(精确度为0.1)”时，设f(x)＝lg x＋x－2，算得f(1)<0，f(2)>0；在以下过程中，他用“二分法”又取了4个x的值，计算了其函数值的正负，并得出判断：方程的近似解是x≈1.8.那么他再取的x的4个值依次是________．
1.5,1.75,1.875,1.812 5 [第一次用二分法计算得区间(1.5,2)，第二次得区间(1.75,2)，第三次得区间(1.75,1.875)，第四次得区间(1.75,1.812 5)．]
5．已知函数f(x)＝3ax2＋2bx＋c，a＋b＋c＝0，f(0)>0，f(1)>0，证明a>0，并利用二分法证明方程f(x)＝0在区间[0,1]内有两个实根．
证明：∵f(1)>0，∴3a＋2b＋c>0，
即3(a＋b＋c)－b－2c>0.
∵a＋b＋c＝0，∴－b－2c>0，则－b－c>c，即a>c.
∵f(0)>0，∴c>0，则a>0.
在区间[0,1]内选取二等分点，
则f＝a＋b＋c＝a＋(－a)＝－a<0.
∵f(0)>0，f(1)>0，
∴函数f(x)在区间和上各有一个零点．
又f(x)最多有两个零点，从而f(x)＝0在[0,1]内有两个实根.
