二分法说课稿
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说课稿
同学们,大家好,我们开始上课。
方程是数学中的重要内容,初中我们已经学习过部分,请大家回顾一下,都会解哪些方程?用的是什么方法?
(学生活动:一元一次方程,一元二次方程,或者是三次,或者是方程组;求根公式,配方,因式分解)
嗯,很好,大家学过的知识都掌握的比较扎实。
看老师给出的方程,大家能解这个方程吗?
(给出题目方程)
向类似这样的方程,用以前学习过的方法我们已经不能解决,是否就没有办法了呢?今天,同学们就随老师一起来学习一种新的求方程的解的方法,二分法。
(写板书,题目,用二分法求方程的近似解)
对于此方程,直接求解不易,我们就想到利用方程的解与函数的零点之间的关系,进行转化,想求方程ln 260x x +-=的解,就转化为求函数()ln 26f x x x =+-的零点,函数的零点,就是当函数值为零时的x 的值。
这样我们把一个求方程解的问题转化为了找函数零点的问题。
而求函数的零点依然没有固定的模式与方法,我们就试着用大胆的猜的方式,能否正好猜中零点。
我们随便给一个x 的值,就使x=1,大家计算下函数f (x )的值。
是—3。
这时x 不是零点。
我们再猜一个看看,就使x=3,这时函数值是ln3。
经过判断,它也不是函数的零点。
假如以这样无规律猜测下去是很难猜中零点的,那么,应该如何猜可以顺利找到零点?二分法又是怎样的方法呢?
想要解决问题,从生活中一个常见的游戏,看能否得到一些猜的启示。
图中给出了一个钟表,请大家试着猜出钟表的价格,允许相差一块钱。
大家试试看。
(学生活动)
对,35元,正确!让我们看一下,钟表的真实价格是34.7元,在允许的误差范围内,35元满足条件,所以,**同学回答是正确的。
结束了这个游戏,大家得到什么猜的启示吗?让我们回顾这个过程。
首先,我们任意猜测一个数,接着老师判断它是否是钟表价格,若是结束游戏,若不是,老师给出了一个反馈,指出是高于还是低于真实价格,利用反馈依次下去就得到越来越小的价格区间,如,(),(),();逐步逼近真实价格,最终得到在误差范围内的近似值。
这个游戏中也是一种猜的方法,但不是向我们那样无规律的猜,这种猜是在建立了一个反馈机制的基础上的有规律的猜测。
如果把建立反馈机制,再缩小区间逐步逼近的猜测规律运用到我们求零点的过程中,是否就可以了。
同学们想一想。
答案是肯定的,只要我们猜测后,建立反馈,确定零点区间再每次取区间内的点逐步缩小区间,逼近零点,从而得到零点的值。
在逼近过程中,我们采取一种每次折半,即取区间中点的方法,会最方便、快捷。
因此,我们选折半逼近。
回到本题,对应上述规律。
根据x=1和x=3,它们的函数值的乘积小于零,因此判断,在区间1,3内一定存在函数的零点。
找到了零点所在区间。
接着应取区间中点,再判断下一个零点存在区间。
如何判断?
(学生回答)
对,看区间端点的函数值乘积是否小于零。
此时,对应函数值小于零,而x=3时函数值大于零,所以零点区间缩小到2,3。
再应取区间2,3中点,继续计算。
只要依照这样无限次的计算下去,把某区间是否含有函数零点作为反馈机制,取区间中点逼近零点,这样零点所在的区间范围逐步缩小。
那么在一定精确度的要求下,每次逼近时用折半的方式,这样有限次步骤后,得到零点的近似值。
这里我们得到的零点只是一个近似值。
而在求解过程中,求得近似值即可。
因为近似值可以满足我们的使用需求,并且在生活中的应用更广泛也更普遍,近似值是有意义的。
至此,通过这样逼近的猜测方式,我们已经找到了求零点的方法,而这种方法就被成为二分法,也就是我们今天学习的重点。
(板书一、二分法的定义)
给出二分法的确切定义:对于在区间[a,b]上连续不断且f(a)·f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地把函数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,进而得到零点近似值的方法叫做二分法。
有了二分法可以求零点,求得函数零点即求得方程的解,也就是用二分法可以求方程的近似解。
再回到本题,对于函数f(x)我们依次填写如图表格,可以利用计算器或者计算机,节省计算时间,逐步逼近零点。
一直算下去是无限的,因此这里有一个精确度的要求。
假定我们给出精确度为0.01,求近似值。
什么是精确度呢?精确值与
近似值之间的误差即为精确度,设为依浦西龙,那又如何判断近似值满足精确度了呢?
当确定了零点所在区间,只要区间长度小于精确度,那么在此精确度的要求下,零点的近似值就可以取任一区间端点。
对于函数f (x ),当精确度为0.01时,查表可知,在八次计算后区间长度小于0.01,那么我们取其中的一个端点作为函数零点的近似值。
也即,到此,求得了方程ln 260x x +-=的根的近似值,是方程的近似解。
这样我们就用二分法求得了方程的近似解,也解决了开始提出的问题,解一些类似ln 260x x +-=这样没有固定公式的方程,并且二分法也是一种求方程近似解的常用方法。
其中二分法求解的步骤十分重要,我们用程序语言对这个难点进行概括。
首先,
一、确定区间【a ,b 】验证f (a )·f (b )<0,给定精确度依浦西龙;
二、求区间中点c ;三、计算f (c ),这时出现不同的情况(1)(2)
(3)。
四、判断是否达到精确度要求。
重复2~4,直到找到满足条件的近似解。
最后希望同学们课下进行练习,体会其中所蕴含的数学思想方法,自主探索,开拓思维。
好,今天的课就上到这,下课!。