1、3.1.2 用二分法求方程的近似解教学分析求方程的解是常见的数学问题,这之前我们学过解一元一次、一元二次方程,但有些方程求精确解较难.本节从另一个角度来求方程的近似解,这是一种崭新的思维方式,在现实生活中也有着广泛的应用.用二分法求方程近似解的特点是:运算量大,且重复相同的步骤,因此适合用计算器或计算机进行运算.教学目标1.通过具体实例理解分法的概念,掌握应用二分法求简单方程近似解的方法,从中体会函数零点与方程根之间的联系及其在实际问题中的应用。2.能借助计算器或计算机求方程的近似解,让学生初步了解逼近思想,培养学生探究问题的能力和创新能力。3.通过具体实例的探究,激发学习的热情和学习的兴趣,
2、归纳概括所发现的结论或规律,体会从具体到一般的认知过程。情感目标体验用二分法求方程近似解的整个探究过程,感受数学理论和实际的结合,并从中体会合作探究的重要性。重点难点教学重点:二分法的基本思想的理解,运用二分法求相应方程近似解的步骤和过程。教学难点:恰当的使用信息技术工具,利用二分法求方程的近似解,方程根所在区间的确定及给定精确度的方程的近似解。教学方法:动手操作、分组讨论、合作交流教学过程导入新课问题1:有16个大小相同,颜色相同的金币,其中有15个金币是真的,有一个质量稍轻是假的。用天平称几次一定可以找出这个稍轻的假币? 以实际问题为背景,从学生感觉较简单的问题入手,激活学生的思维,形成学
3、生创造的欲望。 让学生分组讨论,合作探究,注意学生思考过程中出现的问题,及时引导学生思考,从二分法的角度解决问题。问题解决:第一次,两端各放8个金币,高的那一端一定有假币;第二次,两端各放4个金币,高的那一端一定有假币;第三次,两端各放2个金币,高的那一端一定有假币;第四次,两端各放1个金币,高的那一端一定是假币;(动画演示过程)用天平称4次一定可以找出这个稍轻的假币。 启示:要找出假金币,尽量将假金币所在的范围缩小。我们通过“平分、锁定、淘汰”的方法逐步缩小假金币所在的范围,直到满意为止。体现了数学中的“逐步逼近”思想。这种“平分”的方法,就是“二分法”的体现。 知识回顾:新课教学进而总结出
4、二分法的定义:对于在区间上连续不断且的函数,通过不断地把函数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二分法。理论依据: 知识探究问题2:如何求函数的零点? 利用计算机演示函数图象。 思考1:有何办法可以使零点所在范围(区间)越来越小?引导学生:通过取“中点”的方法逐步缩小零点所在的范围(区间)。(一般地,我们把x=称为区间的中点 动画演示具体过程。引导学生:通过取“中点”的方法逐步缩小零点所在的范围(区间)。(一般地,我们把x=称为区间的中点 动画演示具体过程。思考2:按照上述思路,即不断地“取中点(一分为二)判断取中点(一分为二)判断”,在求函数精确
5、度为0.01的零点的近似值时,何时停止“取中点”?引导学生:设经过有限次反复“取中点(一分为二)判断取中点(一分为二)判断”后,得到区间.若|ab|0.01,则区间内的任何一个值都是零点的满足精确度0.01的近似值.为方便,统一取区间端点a(或b)作为零点的近似值.注意对精确度的解释:(近似值与真实值的误差不超过) 给定精确度0.1,求的零点的过程:由前面的分析知:初始区间为(2,3),且取中点次数中点零点所在区间区间长度 12.5-0.084(2.5,3)0.522.750.512(2.5,2.75)0.2532.6250.215(2.5,2.625)0.12542.56250.066(2.
6、5,2.5625)0.0625计算可以终止。所以,函数零点的近似值为2.5625(或2.5)说明:以上过程由学生合作完成(两人一组,一人 负责用计算器计算,一人负责填表,共同找出函数零点的近似值)。让学生从中体会二分法“逐渐逼近”的思想,并总结出用二分法求函数零点近似值的步骤。用二分法求函数f(x)的零点近似值的步骤如下:1.确定区间a,b,验证f(a)f(b)0,给定精度.2.求区间的中点c.3.计算f(c):(1)若f(c)=0,则c就是函数的零点;(2)若f(a)f(c)0,则此时零点x0(a,c);(令b=c, 则区间为).(3)若f(c)f(b)0,则零点x0(c,b); (令a=c
7、, 则区间为).4.判断是否达到精度;即若|a-b|,则得到零点值a(或b);否则重复步骤24课堂练习借助计算器或计算机用二分法求方程的近似解。(精确度0.1)分析:方程的解的问题可转化为函数的零点问题。解:原方程即,令(用计算机作出函数图象)用计算器算得: 取中点次数中点零点所在区间区间长度 11.50.328(1,1.5)0.521.25-0.872(1.25,1.5)0.2531.375-0.281(1.375,1.5)0.12541.43750.020(1.375,1.4375)0.0625所以,原方程的近似解为1.4375(或1.375)体验升华用二分法求方程的近似解的步骤可简单用以下口诀描述: 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.课堂小结提出下面问题,引导学生对本课进行小结:问题1.我们今天学了哪些知识?问题2.你有哪些收获? 二分法的定义,思想及用二分法求方程的近似解的步骤。 评价二分法的作用。作业布置课本92页 习题3.1 3.板书设计3.1.2用二分法求方程的近似解一.二分法的定义:二.精确度:三. 用二分法求方程的近似解的步骤:难点讲解
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