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高一数学下学期单元测试题:用二分法求方程的近似解测试题

2015-12-30 收藏

【摘要】记得有一句话是这么说的:数学是一门描写数字之间关系的科学,是我们前进的阶梯。对于高中学生的我们,数学在生活中,考试科目里更是尤为重要,所以小编在此为您发布了文章:高一数学下学期单元测试题:用二分法求方程的近似解测试题希望此文能给您带来帮助。

本文题目:高一数学下学期单元测试题:用二分法求方程的近似解测试题

1.下列函数零点不宜用二分法的是()

A.f(x)=x3-8 B.f(x)=lnx+3

C.f(x)=x2+22x+2 D.f(x)=-x2+4x+1

【解析】 由题意知选C.

【答案】 C

2.用二分法求方程f(x)=0在(1,2)内近似解的过程中得f(1)0,f(1.5)0,f(1.25)0,则方程的根在区间()

A.(1.25,1.5) B.(1,1.25)

C.(1.5,2) D.不能确定

【解析】 由题意知f(1.25)f(1.5)0,方程的根在区间(1.25,1.5)内,故选A.

【答案】 A

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,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0.1)为________.

【解析】 根据题意知函数的零点在1.406 25至1.437 5之间,

因为此时|1.437 5-1.406 25|=0.031 250.1,故方程的一个近似根可以是1.437 5.答案不唯一,可以是[1.437 5,1.406 25]之间的任意一个数.

【答案】 1.437 5

4.求函数f(x)=x2-5的负零点(精确度0.1).

【解析】 由于f(-2)=-10,

f(-3)=40,

故取区间(-3,-2)作为计算的初始区间,用二分法逐次计算,列表如图:

区间 中点 中点函数值(或近似值)

(-3,-2) -2.5 1.25

(-2.5,-2) -2.25 0.0625

(-2.25,-2) -2.125 -0.484 4

(-2.25,-2.125) -2.187 5 -0.214 8

(-2.25,-2.187 5) -2.218 75 -0.077 1

由于|-2.25-(-2.187 5)|=0.062 50.1,

所以函数的一个近似负零点可取-2.25.

一、选择题(每小题5分,共20分)

1.方程12x=ln x的根的个数是()

A.0 B.1

C.2 D.3

【解析】 方法一:令f(x)=ln x-12x,

则f(1)=-120,f(e)=1-12e0,

f(x)在(1,e)内有零点.又f(x)在定义域(0,+)上为增函数,

f(x)在定义域内仅有1个零点.

方法二:作出y=12x与y=ln x的图象观察可知只有一个交点.故选B.

【答案】 B

2.方程2x-1+x=5的解所在的区间是()

A.(0,1) B.(1,2)

C.(2,3) D.(3,4)

【解析】 令f(x)=2x-1+x-5,则f(2)=2+2-5=-10,f(3)=22+3-5=20,从而方程在区间(2,3)内有解.故选C.

【答案】 C

3.利用计算器,算出自变量和函数值的对应值如下表:

x 0.2 0.6 1.0 1.4 1.8 2.2 2.6 3.0 3.4

y=2x 1.149 1.516 2.0 2.639 3.482 4.595 6.063 8.0 10.556

y=x2 0.04 0.36 1.0 1.96 3.24 4.84 6.76 9.0 11.56

那么方程2x=x2的一个根所在区间为()

A.(0.6,1.0) B.(1.4,1.8)

C.(1.8,2.2) D.(2.6,3.0)

【解析】 设f(x)=2x-x2,由表格观察出在x=1.8时,2xx2,即f(1.8)在x=2.2时,2x

【答案】 C

4.函数f(x)=ex-1x的零点所在的区间是()

A.0,12 B.12,1

C.1,32 D.32,2

【解析】 f(12)=e-20,

f(1)=e-10,

∵f(12)f(1)0,

f(x)的零点在区间12,1内,故选B.

【答案】 B

二、填空题(每小题5分,共10分)

5.用二分法求函数y=f(x)在区间(2,4)上的近似解,验证f(2)f(4)0,给定精确度=0.01,取区间(2,4)的中点x1=2+42=3,计算得f(2)f(x1)0,则此时零点x0________(填区间).

【解析】 由f(2)f(3)0可知.

【答案】 (2,3)

6.用二分法求方程x3-2x-5=0在区间[2,3]内的实数根时,取区间中间x0=2.5,那么下一个有根区间是________.

【解析】 ∵f(2)0,f(2.5)0,

下一个有根区间是(2,2.5).

【答案】 (2,2.5)

三、解答题(每小题10分,共20分)

7.求方程2x3+3x-3=0的一个近似解(精确度0.1).

【解析】 设f(x)=2x3+3x-3,经试算,f(0)=-30,f(1)=20,所以函数在(0,1)内存在零点,即方程2x3+3x-3=0在(0,1)内有实数解,取(0,1)的中点0.5,经计算f(0.5)0,又f(1)0,所以方程2x3+3x-3=0在(0.5,1)内有解.

如此继续下去,得到方程的一个实数解所在的区间,如下表:

(a,b) (a,b)的中点 f(a) f(b) fa+b2

(0,1) 0.5 f(0)0 f(1)0 f(0.5)0

(0.5,1) 0.75 f(0.5)0 f(1)0 f(0.75)0

(0.5,0.75) 0.625 f(0.5)0 f(0.75)0 f(0.625)0

(0.625,0.75) 0.687 5 f(0.625)0 f(0.75)0 f(0.687 5)0

因为|0.687 5-0.75|=0.062 50.1,所以方程2x3+3x-3=0的精确度为0.1的一个近似解可取为0.75.

8.求方程ln x+x-3=0在(2,3)内的根(精确到0.1).

【解析】 令f(x)=ln x+x-3,即求函数f(x)在(2,3)内的零点.

用二分法逐步计算.列表如下:

区间 中点 中点函数值

[2,3] 2.5 0.416 3

[2,2.5] 2.25 0.060 9

[2,2.25] 2.125 -0.121 2

[2.125,2.25] 2.187 5 -0.029 7

[2.187 5,2.25]

由于区间[2.187 5,2.25]的长度2.25-2.187 5=0.062 50.1,所以其两个端点的近似值2.2就是方程的根.

9.(10分)在一个风雨交加的夜里,从某水库闸房到防洪指挥部的电话线路发生了故障,这是一条10 km长的线路,如何迅速查出故障所在?

如果沿着线路一小段一小段查找,困难很多,每查一个点要爬一次电线杆子,10 km长,大约有200多根电线杆子呢!想一想,维修线路的工人师傅怎样工作最合理?

【解析】

他首先从点C查,用随身带的话机向两端测试时,发现AC段正常,断定故障在BC段,再查BC段中点D,这次发现BD段正常,可见故障在CD段,再查CD中点E.

这样每查一次,就可以把待查的线路长度缩减一半,故经过7次查找,即可将故障发生的范围缩小到50 m~100 m之间,即一两根电线杆附近.



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