4.5 练习2 用二分法求方程的近似解同步练(学生版+教师版)2026-2027学年 高中数学 必修第一册 (人教A版)

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4.5 练习2 用二分法求方程的近似解同步练(学生版+教师版)2026-2027学年 高中数学 必修第一册 (人教A版)

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(共28张PPT)
五、函数的应用(二)
练习2 用二分法求方程的近似解
 高中数学 必修 第一册
指数函数与对数函数
第四章
必 备 知 识 练
1. 用二分法求如图所示的函数f(x)的零点时,不可能求出的零
点是(  )
A. x1 B. x2
C. x3 D. x4
【解析】能用二分法求零点的函数必须满足在区间[a,b]上连续不断,且f(a)·f(b)<0.而x3左右两侧的函数值都小于零,不满足区间端点处函数值符号相异的条件.
C
2. 用二分法求函数f(x)在(a,b)内的唯一零点时,精确度为
0.001,则结束计算的条件是(  )
A. |a-b|<0.1 B. |a-b|<0.001
C. |a-b|>0.001 D. |a-b|=0.001
【解析】根据二分法的步骤知当|b-a|小于精确度ε时,便可结束计算.
B
3. 用二分法求函数f(x)=lg x+x-3零点的近似值时,可以取的初始区间是(  )
A. (0,1) B. (1,2)
C. (2,3) D. (3,4)
【解析】f(x)=lg x+x-3在(0,+∞)上单调递增,∵f(1)=
lg 1+1-3=-2<0,f(2)=lg 2+2-3=lg<0,f(3)=lg 3+
3-3=lg 3>0,f(4)=lg 4+4-3>0,∴f(2)·f(3)<0,根据函数零点存在定理知,可以取的初始区间为(2,3).
C
4. 已知函数f(x)=x-e-x的部分函数值如下表所示:
x 1 0.5 0.75 0.625 0.562 5
f(x) 0.632 1 -0.106 5 0.277 6 0.089 7 -0.007 3
那么f(x)的零点的近似值可取为(精确度为0.1)(  )
A. 0.55 B. 0.57
C. 0.65 D. 0.70
【解析】函数f(x)在定义域上是增函数,根据表中数据知,函数f(x)的零点在区间(0.562 5,0.625)内,∵|0.625-0.562 5|=
0.062 5<0.1,∴f(x)的零点的近似值可取为0.57.
B
5. 已知函数f(x)=2x-在区间(1,2)上有一个零点x0,如果用二分法求x0的近似值,则应将区间(1,2)至少等分的次数为(精确
度为0.01)(  )
A. 5 B. 6
C. 7 D. 8
【解析】∵每等分一次,零点所在区间的长度变为原来的,
∴等分n次后,零点所在区间的长度变为原来的,则由题可得<0.01,即2n>100,∴n≥7,则至少等分的次数为7.
C
6. 已知定义在[a, b]上的增函数f(x),在用二分法寻找零点的过程中,依次确定了零点所在的区间为[a,b],
,又f=0,则函数f(x)的零点为(  )
A. - B. -
C. - D. -
C
【解析】由f(x)在[a,b]上单调递增,得f(a)<0,f(b)>0.又a+
>a恒成立,
∴解得∴f(x)的零点为=-.
7. 某同学用二分法求函数f(x)=2x+3x-7的零点时,计算出如下结果:f(1.5)≈0.33,f(1.25)≈-0.87,f(1.375)≈-0.28,
f(1.437 5)≈0.02,f(1.406 25)≈-0.13,f(1.421 875)≈-0.055,下
列说法中,正确的是(  )
A. 1.406 25是满足精确度为0.01的近似值
B. 1.375是满足精确度为0.1的近似值
C. 1.437 5是满足精确度为0.01的近似值
D. 1.25是满足精确度为0.1的近似值
B
【解析】f(1.437 5)≈0.02>0,f(1.406 25)≈-0.13<0.又1.437 5-1.406 25=0.031 25>0.01,A错误;
∵f(1.375)≈-0.28<0,f(1.437 5)≈0.02>0.又1.437 5-1.375=0.062 5<0.1,∴满足精确度为0.1的近似值在(1.375,1.437 5)内或为1.375,则B正确,D错误;∵f(1.421 875)≈-0.005<0,f(1.437 5)≈0.02>0,|1.437 5-1.421 875|=0.015 625>0.01, C错误.
8. (多选)下列关于函数f(x),x∈[a,b]的命题,错误的有(   )
A. 若x0∈[a,b]且满足f(x0)=0,则x0是f(x)的一个零点
B. 若x0是f(x)在[a,b]上的零点,则可以用二分法求x0的近似值
C. 函数f(x)的零点是方程f(x)=0的根,但f(x)=0的根不一定是函数f(x)的零点
D. 用二分法求方程的根时,得到的都是近似解
BCD
【解析】使用“二分法”必须满足“二分法”的使用条件,B错误;f(x)=0的根也一定是函数f(x)的零点,C错误;用二分法求方程的根时,得到的也可能是精确解,D错误,只有A正确.
9. (多选)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,则函数的一个精确度为
0.05的正实数零点的近似值可以为(   )
A. 0.68 B. 0.72
C. 0.7 D. 0.6
【解析】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,∴零点在区间(0.68, 0.72)上,|0.72-0.68|=0.04<0.05,∴0.68,0.7,0.72都符合.
ABC
10. 用二分法求函数f(x)=log2x+a-2x零点的近似值时,如果确定零点所在的初始区间为,那么a的取值范围是
__________.
【解析】∵零点所在的初始区间为,∴f·f(-1+a-1)<0,解得2<a<.

11. 利用二分法研究方程x3-4x+1=0在(1,3)上的近似解,经
过两次二分后,可确定近似解x0所在的区间为__________.
【解析】设f(x)=x3-4x+1,则f(1)=1-4+1=-2<0,f(3)=33-4×3+1=16>0,=2,f(2)=8-8+1=1>0;,f-6+1=-<0,故近似解x0所在的区间为.
12. 二分法是求无理数的近似值的一个有效方法,用这个方法求的近似值时,构造的函数是________________,选定的初始区间是__________(答案不唯一,写出一个即可).
【解析】由于是方程x2-17=0的一个根,故构造函数
f(x)=x2-17,根据函数零点存在定理,可以选区间[4,5]作为初始区间.
f(x)=x2-17
[4, 5]
关 键 能 力 练
13. 用二分法求方程6-3x=2x在区间(1,2)内的近似解(精确度为0.1).
参考数据如下:
x 1.125 1.187 5 1.25 1.375 1.5
2x的近似值 2.18 2.28 2.38 2.59 2.83
解:设函数f(x)=2x+3x-6,则f(x)在R上是增函数,方程6-3x=2x的解为x0,则x0∈(1,2),∵f(1)=-1<0,f(2)=4>0,f(1.5)≈1.33>0,∴f(1)·f(1.5)<0,∴x0∈(1,1.5).∵f(1.25)≈0.13>0,∴f(1)·f(1.25)<0,∴x0∈(1,1.25).∵f(1.125)≈-0.445<0,∴f(1.125)·f(1.25)<0,∴x0∈(1.125,1.25).∵f(1.187 5)=-0.157 5<0,∴f(1.1875)·f(1.25)<0,∴x0∈(1.187 5,1.25).
∵|1.25-1.187 5|=0.062 5<0.1,∴方程6-3x=2x在区间(1,2)内的近似解可以为1.2.
14. 已知函数f(x)=x3-x2+1.
(1)证明:方程f(x)=0在区间(0, 2)内有实数解;
(2)使用二分法,取区间的中点三次,指出方程f(x)=0(x∈[0, 2])的实数解x0在哪个较小的区间内.
(1)证明:∵f(0)=1>0,f(2)=-<0,∴f(0)·f(2)<0,由函数零点存在定理可得方程f(x)=0在区间(0, 2)内有实数解.
(2)解:取x1=×(0+2)=1,得f(1)=>0,由此可得f(1)·
f(2)<0,下一个有解区间为(1, 2).
再取x2=×(1+2)=,得f=-<0,
∴f(1)·f<0,下一个有解区间为.
再取x3=×,得f>0,∴f·f<0,下一个有解区间为.综上所述,所求的实数解x0在区间
内.
拓 展 突 破 练
15. 利用计算器列出自变量和对应的函数值如下表:
x -1.6 -1.4 -1.2 -1
y=2x 0.329 9 0.378 9 0.435 3 0.5
y=x2 2.56 1.96 1.44 1
x -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0
y=2x 0.574 3 0.659 8 0.757 9 0.870 6 1
y=x2 0.64 0.36 0.16 0.04 0
若方程2x=x2有一个根位于区间(a,a+0.4)(其中实数a在表格第一行里的数据中取值)内,则a的值为_________________.
【解析】设f(x)=2x-x2,易知f(x)在(-∞,0)上单调递增,∵f(-0.8)<0,f(-0.6)>0,∴f(-0.8)f(-0.6)<0,∴函数f(x)的一个零点在(-0.8,-0.6)内,又方程的一个根位于(a,a+0.4)内,∴当a=-1时,(-0.8,-0.6) (-1,-0.6),当a=-0.8时,(-0.8,-0.6) (-0.8,-0.4),故a的值为-1或-0.8.
-1或-0.8
16. 已知f(x)=ln x+x-2,g(x)=ex+x.
(1)通过二分法且满足精确度为0.5,求方程f(x)=0 的近似解(结果精确到0.1).
(2)设f(x1)=0,g(x2)=0,证明:x1x2>-e.
解:(1)由解析式知f(x)在(0,+∞)上单调递增,f(1)=ln 1+1-2=-1<0,f(2)=ln 2+2-2=ln 2>0,令x=,则
f=ln -2=ln =ln =ln <0,x=,则f=ln -2=ln =ln =ln >0,又
<0.5,且=ln ,1<,∴x=更接近零点,故方程f(x)=0的近似解为1.5.
(2)由题设 故ln x1+
ln (-x2)=ln (-x1x2)=2-x1+x2,且x2<0,要证x1x2>-e,只需证2-x1+x2<1,即x2<x1-1,由(1)知x1∈,显然x2<x1-1成立.综上,x1x2>-e,得证.4.5 练习2 用二分法求方程的近似解
1. 用二分法求如图所示的函数f(x)的零点时,不可能求出的零点是(   )
A. x1 B. x2
C. x3 D. x4
2. 用二分法求函数f(x)在(a,b)内的唯一零点时,精确度为0.001,则结束计算的条件是(   )
A. |a-b|<0.1 B. |a-b|<0.001
C. |a-b|>0.001 D. |a-b|=0.001
3. 用二分法求函数f(x)=lg x+x-3零点的近似值时,可以取的初始区间是(   )
A. (0,1) B. (1,2)
C. (2,3) D. (3,4)
4. 已知函数f(x)=x-e-x的部分函数值如下表所示:
x 1 0.5 0.75 0.625 0.562 5
f(x) 0.632 1 -0.106 5 0.277 6 0.089 7 -0.007 3
那么f(x)的零点的近似值可取为(精确度为0.1)(   )
A. 0.55 B. 0.57
C. 0.65 D. 0.70
5. 已知函数f(x)=2x-在区间(1,2)上有一个零点x0,如果用二分法求x0的近似值,则应将区间(1,2)至少等分的次数为(精确度为0.01)(   )
A. 5 B. 6
C. 7 D. 8
6. 已知定义在[a, b]上的增函数f(x),在用二分法寻找零点的过程中,依次确定了零点所在的区间为[a,b],,又f=0,则函数f(x)的零点为(   )
A. - B. -
C. - D. -
7. 某同学用二分法求函数f(x)=2x+3x-7的零点时,计算出如下结果:f(1.5)≈0.33,f(1.25)≈-0.87,f(1.375)≈-0.28,f(1.437 5)≈0.02,f(1.406 25)≈-0.13,f(1.421 875)≈-0.055,下列说法中,正确的是(   )
A. 1.406 25是满足精确度为0.01的近似值
B. 1.375是满足精确度为0.1的近似值
C. 1.437 5是满足精确度为0.01的近似值
D. 1.25是满足精确度为0.1的近似值
8. (多选)下列关于函数f(x),x∈[a,b]的命题,错误的有(   )
A. 若x0∈[a,b]且满足f(x0)=0,则x0是f(x)的一个零点
B. 若x0是f(x)在[a,b]上的零点,则可以用二分法求x0的近似值
C. 函数f(x)的零点是方程f(x)=0的根,但f(x)=0的根不一定是函数f(x)的零点
D. 用二分法求方程的根时,得到的都是近似解
9. (多选)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,则函数的一个精确度为0.05的正实数零点的近似值可以为(   )
A. 0.68 B. 0.72
C. 0.7 D. 0.6
10. 用二分法求函数f(x)=log2x+a-2x零点的近似值时,如果确定零点所在的初始区间为,那么a的取值范围是  .
11. 利用二分法研究方程x3-4x+1=0在(1,3)上的近似解,经过两次二分后,可确定近似解x0所在的区间为  .
12. 二分法是求无理数的近似值的一个有效方法,用这个方法求的近似值时,构造的函数是   ,选定的初始区间是   (答案不唯一,写出一个即可).
13. 用二分法求方程6-3x=2x在区间(1,2)内的近似解(精确度为0.1).
参考数据如下:
x 1.125 1.187 5 1.25 1.375 1.5
2x的近似值 2.18 2.28 2.38 2.59 2.83
14. 已知函数f(x)=x3-x2+1.
(1)证明:方程f(x)=0在区间(0, 2)内有实数解;
(2)使用二分法,取区间的中点三次,指出方程f(x)=0(x∈[0, 2])的实数解x0在哪个较小的区间内.
15. 利用计算器列出自变量和对应的函数值如下表:
x -1.6 -1.4 -1.2 -1
y=2x 0.329 9 0.378 9 0.435 3 0.5
y=x2 2.56 1.96 1.44 1
x -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0
y=2x 0.574 3 0.659 8 0.757 9 0.870 6 1
y=x2 0.64 0.36 0.16 0.04 0
若方程2x=x2有一个根位于区间(a,a+0.4)(其中实数a在表格第一行里的数据中取值)内,则a的值为   .
16. 已知f(x)=ln x+x-2,g(x)=ex+x.
(1)通过二分法且满足精确度为0.5,求方程f(x)=0 的近似解(结果精确到0.1).
(2)设f(x1)=0,g(x2)=0,证明:x1x2>-e.4.5 练习2 用二分法求方程的近似解
1. 用二分法求如图所示的函数f(x)的零点时,不可能求出的零点是( C )
A. x1 B. x2
C. x3 D. x4
【解析】能用二分法求零点的函数必须满足在区间[a,b]上连续不断,且f(a)·f(b)<0.而x3左右两侧的函数值都小于零,不满足区间端点处函数值符号相异的条件.
2. 用二分法求函数f(x)在(a,b)内的唯一零点时,精确度为0.001,则结束计算的条件是( B )
A. |a-b|<0.1 B. |a-b|<0.001
C. |a-b|>0.001 D. |a-b|=0.001
【解析】根据二分法的步骤知当|b-a|小于精确度ε时,便可结束计算.
3. 用二分法求函数f(x)=lg x+x-3零点的近似值时,可以取的初始区间是( C )
A. (0,1) B. (1,2)
C. (2,3) D. (3,4)
【解析】f(x)=lg x+x-3在(0,+∞)上单调递增,∵f(1)=lg 1+1-3=-2<0,f(2)=lg 2+2-3=lg<0,f(3)=lg 3+3-3=lg 3>0,f(4)=lg 4+4-3>0,
∴f(2)·f(3)<0,根据函数零点存在定理知,可以取的初始区间为(2,3).
4. 已知函数f(x)=x-e-x的部分函数值如下表所示:
x 1 0.5 0.75 0.625 0.562 5
f(x) 0.632 1 -0.106 5 0.277 6 0.089 7 -0.007 3
那么f(x)的零点的近似值可取为(精确度为0.1)( B )
A. 0.55 B. 0.57
C. 0.65 D. 0.70
【解析】函数f(x)在定义域上是增函数,根据表中数据知,函数f(x)的零点在区间(0.562 5,0.625)内,∵|0.625-0.562 5|=0.062 5<0.1,∴f(x)的零点的近似值可取为0.57.
5. 已知函数f(x)=2x-在区间(1,2)上有一个零点x0,如果用二分法求x0的近似值,则应将区间(1,2)至少等分的次数为(精确度为0.01)( C )
A. 5 B. 6
C. 7 D. 8
【解析】∵每等分一次,零点所在区间的长度变为原来的,∴等分n次后,
零点所在区间的长度变为原来的,则由题可得<0.01,即2n>100,∴n≥7,则至少等分的次数为7.
6. 已知定义在[a, b]上的增函数f(x),在用二分法寻找零点的过程中,依次确定了零点所在的区间为[a,b],,又f=0,则函数f(x)的零点为( C )
A. - B. -
C. - D. -
【解析】由f(x)在[a,b]上单调递增,得f(a)<0,f(b)>0.又a+>a恒成立,
∴解得∴f(x)的零点为=-.
7. 某同学用二分法求函数f(x)=2x+3x-7的零点时,计算出如下结果:f(1.5)≈0.33,f(1.25)≈-0.87,f(1.375)≈-0.28,f(1.437 5)≈0.02,f(1.406 25)≈-0.13,f(1.421 875)≈-0.055,下列说法中,正确的是( B )
A. 1.406 25是满足精确度为0.01的近似值
B. 1.375是满足精确度为0.1的近似值
C. 1.437 5是满足精确度为0.01的近似值
D. 1.25是满足精确度为0.1的近似值
【解析】f(1.437 5)≈0.02>0,f(1.406 25)≈-0.13<0.又1.437 5-1.406 25=
0.031 25>0.01,A错误;
∵f(1.375)≈-0.28<0,f(1.437 5)≈0.02>0.又1.437 5-1.375=0.062 5<0.1,
∴满足精确度为0.1的近似值在(1.375,1.437 5)内或为1.375,则B正确,D错误;∵f(1.421 875)≈-0.005<0,f(1.437 5)≈0.02>0,|1.437 5-1.421 875|=0.015 625>0.01, C错误.
8. (多选)下列关于函数f(x),x∈[a,b]的命题,错误的有( BCD )
A. 若x0∈[a,b]且满足f(x0)=0,则x0是f(x)的一个零点
B. 若x0是f(x)在[a,b]上的零点,则可以用二分法求x0的近似值
C. 函数f(x)的零点是方程f(x)=0的根,但f(x)=0的根不一定是函数f(x)的零点
D. 用二分法求方程的根时,得到的都是近似解
【解析】使用“二分法”必须满足“二分法”的使用条件,B错误;f(x)=0的根也一定是函数f(x)的零点,C错误;用二分法求方程的根时,得到的也可能是精确解,D错误,只有A正确.
9. (多选)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,则函数的一个精确度为0.05的正实数零点的近似值可以为( ABC )
A. 0.68 B. 0.72
C. 0.7 D. 0.6
【解析】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,∴零点在区间(0.68, 0.72)上,|0.72-0.68|=0.04<0.05,∴0.68,0.7,0.72都符合.
10. 用二分法求函数f(x)=log2x+a-2x零点的近似值时,如果确定零点所在的初始区间为,那么a的取值范围是  .
【解析】∵零点所在的初始区间为,∴f·f(-1+a-1)<0,解得2<a<.
11. 利用二分法研究方程x3-4x+1=0在(1,3)上的近似解,经过两次二分后,可确定近似解x0所在的区间为  .
【解析】设f(x)=x3-4x+1,则f(1)=1-4+1=-2<0,f(3)=33-4×3+1=16>0,=2,f(2)=8-8+1=1>0;,f-6+1=-<0,故近似解x0所在的区间为.
12. 二分法是求无理数的近似值的一个有效方法,用这个方法求的近似值时,构造的函数是 f(x)=x2-17 ,选定的初始区间是 [4, 5] (答案不唯一,写出一个即可).
【解析】由于是方程x2-17=0的一个根,故构造函数f(x)=x2-17,根据函数零点存在定理,可以选区间[4,5]作为初始区间.
13. 用二分法求方程6-3x=2x在区间(1,2)内的近似解(精确度为0.1).
参考数据如下:
x 1.125 1.187 5 1.25 1.375 1.5
2x的近似值 2.18 2.28 2.38 2.59 2.83
解:设函数f(x)=2x+3x-6,则f(x)在R上是增函数,方程6-3x=2x的解为x0,则x0∈(1,2),∵f(1)=-1<0,f(2)=4>0,f(1.5)≈1.33>0,∴f(1)·f(1.5)<0,∴x0∈(1,1.5).∵f(1.25)≈0.13>0,∴f(1)·f(1.25)<0,∴x0∈(1,1.25).
∵f(1.125)≈-0.445<0,∴f(1.125)·f(1.25)<0,∴x0∈(1.125,1.25).
∵f(1.187 5)=-0.157 5<0,∴f(1.187 5)·f(1.25)<0,∴x0∈(1.187 5,1.25).
∵|1.25-1.187 5|=0.062 5<0.1,∴方程6-3x=2x在区间(1,2)内的近似解可以为1.2.
14. 已知函数f(x)=x3-x2+1.
(1)证明:方程f(x)=0在区间(0, 2)内有实数解;
(2)使用二分法,取区间的中点三次,指出方程f(x)=0(x∈[0, 2])的实数解x0在哪个较小的区间内.
(1)证明:∵f(0)=1>0,f(2)=-<0,∴f(0)·f(2)<0,由函数零点存在定理可得方程f(x)=0在区间(0, 2)内有实数解.
(2)解:取x1=×(0+2)=1,得f(1)=>0,由此可得f(1)·f(2)<0,下一个有解区间为(1, 2).再取x2=×(1+2)=,得f=-<0,
∴f(1)·f<0,下一个有解区间为.
再取x3=×,得f>0,∴f·f<0,下一个有解区间为.综上所述,所求的实数解x0在区间内.
15. 利用计算器列出自变量和对应的函数值如下表:
x -1.6 -1.4 -1.2 -1
y=2x 0.329 9 0.378 9 0.435 3 0.5
y=x2 2.56 1.96 1.44 1
x -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0
y=2x 0.574 3 0.659 8 0.757 9 0.870 6 1
y=x2 0.64 0.36 0.16 0.04 0
若方程2x=x2有一个根位于区间(a,a+0.4)(其中实数a在表格第一行里的数据中取值)内,则a的值为 -1或-0.8 .
【解析】设f(x)=2x-x2,易知f(x)在(-∞,0)上单调递增,∵f(-0.8)<0,
f(-0.6)>0,∴f(-0.8)f(-0.6)<0,∴函数f(x)的一个零点在(-0.8,-0.6)内,又方程的一个根位于(a,a+0.4)内,∴当a=-1时,(-0.8,-0.6) (-1,
-0.6),当a=-0.8时,(-0.8,-0.6) (-0.8,-0.4),故a的值为-1或
-0.8.
16. 已知f(x)=ln x+x-2,g(x)=ex+x.
(1)通过二分法且满足精确度为0.5,求方程f(x)=0 的近似解(结果精确到0.1).
(2)设f(x1)=0,g(x2)=0,证明:x1x2>-e.
解:(1)由解析式知f(x)在(0,+∞)上单调递增,f(1)=ln 1+1-2=-1<0,
f(2)=ln 2+2-2=ln 2>0,令x=,则f=ln -2=ln =
ln =ln <0,x=,则f=ln -2=ln =ln =
ln >0,又<0.5,且=ln ,1<,∴x=更接近零点,故方程f(x)=0的近似解为1.5.
(2)由题设 故ln x1+ln (-x2)=ln (-x1x2)=2-x1+x2,且x2<0,要证x1x2>-e,只需证2-x1+x2<1,即x2<x1-1,由(1)知x1∈,显然x2<x1-1成立.综上,x1x2>-e,得证.

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