问题 解答题

写出用“二分法”求方程x2-2="0" (x>0)的近似解的算法.

答案

解:第一步,令f(x)=x2-2,给定精确度d.

第二步,确定区间[a,b],满足f(a)·f(b)<0.

第三步,取区间中点m=.

第四步,若f(a)·f(m)<0,则含零点的区间为[a,m];否则,含零点的区间为[m,b].将新得到的含零点的区间仍记为[a,b].

第五步,判断[a,b]的长度是否小于d或f(m)是否等于0.若是,则m是方程的近似解;否则,返回第三步.

当d=0.005时,按照以上算法,可以得到下表.

ab|a-b|
121
11.50.5
1.251.50.25
1.3751.50.125
1.3751.437 50.062 5
1.406 251.437 50.031 25
1.406 251.421 8750.015 625
1.414 062 51.421 8750.007 812 5
1.414 062 51.417 968 750.003 906 25
   于是,开区间(1.414 062 5,1.417 968 75)中的实数都是当精确度为0.005时的原方程的近似解.实际上,上述步骤也是求的近似值的一个算法.

分析:令f(x)=x2-2,则方程x2-2="0" (x>0)的解就是函数f(x)的零点.

“二分法”的基本思想是:把函数f(x)的零点所在的区间[a,b](满足f(a)·f(b)<0)“一分为二”,得到[a,m]和[m,b].根据“f(a)·f(m)<0”是否成立,取出零点所在的区间[a,m]或[m,b],仍记为[a,b].对所得的区间[a,b]重复上述步骤,直到包含零点的区间[a,b]“足够小”,则[a,b]内的数可以作为方程的近似解.

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