绪论求根习题课
计算方法一二章答案

4
x3=0.3466 x7=0.3572 ∴ x ≈ 0.3574
1) 2) 4) 3)
x=1+1/x2 x3=1+x2 x2=x3-1 x2=1/(x-1)
方程求根
解:1) x 1 1 x2
|1’(x)|= | -2 1 x3 |= 2
(x)
1 1.53 | x0=1.5 =0.59 <1(收敛)
2) x 3 1 x 2
| 2’(x)|= | 1 3
(1)单调区间:
令f’(x)=ex-4=0, x=ln4≈1.4,所以有两个单调区间: [- ∞,1.4](递减)和[1.4, ∞](递增)
(2)有根区间:∴ 存在两个有根区间为:[0,1] 和[2,3]
[- ∞,1.4]区间:f(0)=1>0,f(1)=e-4<0,所以有根区间为:[0,1] [1.4,+ ∞]区间:f(2)=e2-8<0,f(3)=e3-12>0,所以有根区间为:[2,3]
方程求根
3:用简单迭代法求方程ex-4x=0的根,并验 证收敛性,精确到4位有效数字。
解:2.在区间[0,1]上构造收敛的公式并计算
x=ln(4x)= φ2(x) (1)两种等价形式: x=ex/4=φ1(x); xk (2) x=ex/4=φ1(x): e |φ1’(x)|=ex/4<1 (收敛), 迭代公式为: xk 1
高一数学必修一方程的根与函数零点习题课

方程的根与函数零点习题课宁夏育才中学学益校区 马晓英课程设计目标:1、通过本节课的学习感受,使学生继续理解体会方程的根与函数零点的关系;2、感受数形结合思想方法在研究函数问题中的重要作用;3、学习体会函数与方程的思想方法。
授课类型:习题课教学用具:多媒体课件教学过程:一、复习方程的根与函数零点的概念二、例题讲解例1、函数f(x)=log 5(x -1)的零点是( )A .0B .1C .2D .3解析:选C.log 5(x -1)=0,解得x =2,∴函数f(x)=log 5(x -1)的零点是x =2,故选C.例2、根据表格中的数据,可以判断方程e x -x -2=0必有一个根在区间( ) x-1 0 1 2 3 e x0.37 1 2.78 7.39 20.09 x +21 2 3 4 5 A.(-1,0)B .(0,1)C .(1,2)D .(2,3)解析:选C.设f(x)=e x -x -2,∵f(1)=2.78-3=-0.22<0,f(2)=7.39-4=3.39>0.∴f(1)f(2)<0,由根的存在性定理知,方程e x -x -2=0必有一个根在区间(1,2).故选C.例3、(2010年高考福建卷)函数f(x)=⎩⎨⎧ x 2+2x -3,x ≤0-2+lnx ,x >0的零点个数为( )A .0B .1C .2D .3解析:选C.当x ≤0时,由f(x)=x 2+2x -3=0,得x 1=1(舍去),x 2=-3;当x>0时,由f(x)=-2+lnx=0,得x=e2,所以函数f(x)的零点个数为2,故选C.练习1、已知函数f(x)=x2-1,则函数f(x-1)的零点是________.解析:由f(x)=x2-1,得y=f(x-1)=(x-1)2-1=x2-2x,∴由x2-2x=0.解得x1=0,x2=2,因此,函数f(x-1)的零点是0和2.答案:0和2练习2、若函数f(x)=ax+b只有一个零点2,那么函数g(x)=bx2-ax的零点是()A.0,2 B.0,-1 2C.0,12D.2,12解析:选B.由题意知2a+b=0,∴b=-2a,∴g(x)=-2ax2-ax=-ax(2x+1),使g(x)=0,则x=0或-1 2.练习3、若函数f(x)=x2+2x+a没有零点,则实数a的取值范围是() A.a<1 B.a>1C.a≤1 D.a≥1解析:选B.由题意知,Δ=4-4a<0,∴a>1.练习4、函数f(x)=ln x-2x的零点所在的大致区间是()A.(1,2) B.(2,3) C.(3,4) D.(e,3)解析:选B.∵f(2)=ln2-1<0,f(3)=ln3-23>0,∴f(2)·f(3)<0,∴f(x)在(2,3)内有零点.练习5、设函数y=x3与y=(12)x-2的图象的交点为(x,y0),则x0所在的区间是()A.(0,1) B.(1,2)C .(2,3)D .(3,4)解析:选B.设f(x)=x 3-(12)x -2,则f(0)=0-(12)-2<0;f(1)=1-(12)-1<0;f(2)=23-(12)0>0.∴函数f(x)的零点在(1,2)上.板书设计: 方程的根与函数零点例1............ 练习1................ 练习4............ 例2............ 练习2................ 练习5............ 例3............ 练习3............... 其它教学反思:。
ok23.2.2 求根公式法(优质课)

x1 x X= 3 2 3
×
(4)
解方程 x 21 3 x 6
解:原方程可化为:
3x 7x 8 0
2
这里a=3 b=-7 c=8
b 4ac 7 4 3 8 ( )
2 2
49 96 - 47 0
方程没有实数根。
求根公式:
b b 4ac x 2a
2
X=
(a≠0, b2-4ac≥0) 4、写出方程的解: x1=?, x2=?
1、直接应用公式法解方程(PASS)
2、判断方程的根的情况
3、已知方程的根的情况,求字母系数的取值范围
4、证明某个方程有两个不等(相等)的实数根
2
判断方程的根的情况
一元二次方程的根有三种情况(根的判别式) 2 1 当b 4ac 0时, 、 方程有两个不相等的实数根; 2、 当b 2 4ac 0时,
自学检测
用配方法解一般形式的一元二次方程 2 ax bx c 0 (a≠0) 解: 把方程两边都除以 a
b c x x 0 a a
2
移项,得 配方,得
b c x x a a
2
b c b b x x a a 2a 2a
方程有两个相等的实数根; 2 3 当b 4ac 0时, 、 方程没有实数根;
试一试:
不解方程判别下列方程的根的情况
1、x2-6x+1=0 有两个不相等的实数根
2、2x2-x=-2 没有实数根 3、9x2+4=-12x 有两个相等的实数根
4、ax bx c (a 0,c 0) 0
问题:用公式法解一元二次方程的一般步骤?
方程求根计算方法课件及实验教学

通过实际动手操作,学生能更好地理解方程求根的概念和方法,提高问题解决能力。
拓展思考
鼓励学生思考方程求根方法的适用性和限制性,帮助他们在实际问题中做出明智的选择。
迭代改进
教师应根据学生的实际情况和反馈,不断改进教学方法和实验设计,以提高教学效果。
方程求根计算方法课件及 实验教学
欢迎来到我们的课件,探索方程求根的计算方法和实验教学。方程求根在数 学中的重要性不可忽视,让我们一起开始这次精彩的探索之旅吧!
方程求根的重要性
方程求根是解决实际问题的关键步骤。它们在物理、工程学和经济学等领域中起着重要作用,帮助我们 找到未知数的值,并解决复杂的数学问题。
方程求根的一般方法
1 代入法
将可能的解代入方程,验证是否满足等式。这是一种常用的解方程方法。
2 消元法
通过逐步消除未知数的系数,将方程转化为更简单的形式,以便求解。
3 图像法
将方程的图像与坐标轴交点作为解。这种方法通常用于一次和二次方程。
二分法求实根
二分法是一种迭代方法,通过不断缩小搜索范围,找到实根的近似值。它基于连续函数的介值定理,是问题转化为一系列有根的逼近问题,通过多次逼近来找到实根。这种方法适用于未知数只存在 于特定区间的情况。
牛顿迭代法求实根
牛顿迭代法使用泰勒级数的概念,通过迭代逼近不断靠近方程的根。它是一 种快速收敛的方法,特别适用于函数具有光滑性的情况。
割线法求实根
割线法与牛顿迭代法类似,但它使用两个近似值来逼近根,从而更具稳定性。 割线法是一种可靠的求解非线性方程的方法。
方程求根的程序实现
选择合适的编程语言
根据问题的复杂性和计算要求,选择适用于方程求根的编程语言,如Python或MATLAB。
1绪论-求根课件1

第1章 绪 论本章主要介绍科学计算的特点、数值分析基本知识和概念,它们对学习数值分析、了解科学计算原理,以及进行科学计算都是很有帮助的。
1.1 学习数值分析的重要性例 1.1 将数列15nn x I dx x =+⎰写成递推公式的形式,并计算数列12,,I I 的值。
解:因为111011111005551555n n n n n n n x x x I dxx x x dx dx I x n-----+-=+=-=-+⎰⎰⎰ 得到计算I n 的递推公式()1151,2, 1.1n n I I n n-=-=由10016ln 55I dx x ==+⎰,借助递推公式(1.1)可依次算出I 1,I 2,……。
实际中,一般需要具体的数据,因此若取0I 为准确到小数点后8位的近似值作为初始值,在字长为8的计算机上编程计算,可出现2120.3290211010I =-⨯的结果,这显然是错误的!因为数列I n 的被积函数在积分区间上是非负的,故总应有I n ≥0才对。
(请读者可以在自己的计算机上用递推公式(1.1)编程做一个数值实验,来检验当n 较大时,I n 的计算结果一定会出现负数的现象!)现在很多科学研究和工程问题的解决都是借助计算机进行的。
通常用计算机解决实际问题有四个步骤○1建立数学模型;○2选择数值方法;○3编写程序;○4上机计算。
1.2计算机中的数系与运算特点1.计算机的数系数学理论告诉我们:实数集是稠密的无限集,其中任何一个非零实数可表示为()123100. 1.2c x a a a =±⨯⋅⋅⋅其中}{9,4,3,2,1,0⋅⋅⋅∈i a ,c 为整数。
式(1.2)表示的数x 称为十进制浮点数。
类似地,数学上可以方便的定义 β 进制的浮点数⋅⋅⋅⨯±=321.0a a a x c β }{1,4,3,2,1,0-⋅⋅⋅∈βi a 。
在计算机中,由于机器本身的限制,数学中的实数被表示为t c a a a a x ⋅⋅⋅⨯±=321.0β }{1,4,3,2,1,0-⋅⋅⋅∈βi a (1.3)其中t 是正整数,表示计算机的字长;c 是整数,满足L ≤c ≤U ,L 和U 为固定整数。
17.2一元二次方程求根公式(第4课时)(2种题型基础练+提升练)(解析版)

17.2一元二次方程求根公式(第4课时)(2种题型基础练+提升练)考查题型一 公式法解一元二次方程1.24x -【答案】1x =2x =【详解】解:∵4a =,b =-1c =.∴(()22444148b ac D =-=--´´-=,∴x =,∴1x =2x =.2.解方程:220x --=【答案】122, 2.x x =-【详解】解:由题意得:1,2,a b c ==-=-(()22441216b ac \=-=--´´-=V >0,2,x \==122, 2.x x \=+=3.解方程:21-【答案】12x x ==【详解】解:23410x x --=a=3, b=-4, c=-1,∴()()2244431280b ac D =-=--´´-=>方程有两个不相等的实数根=即12x x =4.解方程: 2430x x +-=【答案】1222x x =-=-【详解】解:其中143a b c ===-,,,22428b -=得2x ====-即2x =-2x =-所以原方程的根是1222x x =-=-5.解方程:23【答案】12x x ==【详解】原方程可化为:23620x x --=x =12x x ==6.解方程:21=(用公式法)【答案】x 1x 2.【详解】解:23410x x --=,24b ac -=()()24431--´´- =28,x 1x 2.7.解方程:x 2﹣12x =4【答案】x 1=26x =-【详解】解:2124x x -=,21240x x --=,1a =Q ,12b =-,4c =-,\△2(12)41(4)1600=--´´-=>,则6x ===±16x \=+26x =-.8.解方程:(x +2)(x ﹣3)=4x +8;【答案】x 1=7,x 2=-2【详解】解:方程整理得:x 2-5x -14=0,则a =1,b =-5,c =-14,∵b 2-4ac =25+56=81>0,∴x =592±,解得:x 1=7,x 2=-2.9.解方程:()()2131x x -+=【答案】1x =,2x =【详解】解:方程整理得:22540x x +-=,这里2a =,5b =,4c =-,Q 224542(4)570b ac D =-=-´´-=>,x \=即1x 2x =.10.用公式法解方程:x 2﹣﹣3=0.【答案】x 1x 2【详解】解:∵x 2x -3=0,∴13a b c ==-=-,,∴()22Δ=4=-41-3=8+12=20b ac -´´,∴x ==,∴x 1x 211.解方程:230x --=.【答案】1x =,2x =-【详解】解:1a =Q ,b =-3c =-,224(41(3)81220b ac \-=--´´-=+=,x \===即1x =2x =考查题型二 公式法解一元二次方程的应用12.已知等腰三角形的周长为20,腰长是方程212310x x -+=的一个根,则这个等腰三角形的腰长为_______.【答案】6+【详解】212310x x -+=公式法解得:1266x x ==(1)当腰长为6时,由周长可得,底边为202(68-´+=-(686->;(2)当腰长为6202(68-´=+系(668<+.13.阅读理解:对于()321x n x n -++这类特殊的代数式可以按下面的方法分解因式:()()()()3232222()()(1)()1x n x n x n x x n x x n x n x x n x n x n x n x nx -++=--+=---=+-=-+--一理解运用:如果()3210x n x n -++=,那么()2(10)x n x nx -+-=,即有0x n -=或210x nx +-=,因此,方程0x n -=和210x nx +-=的所有解就是方程()321x n x n -++=0 的解.解决问题:求方程31030x x -+=的解为___________.【答案】1233,x x x ===【详解】解:∵x 3−10x +3=0,∴x 3−9x−x +3=0,x (x 2−9)−(x−3)=0,(x−3)(x 2+3x−1)=0,∴x−3=0或x 2+3x−1=0,∴1233,x x x ===.故答案为:1233,x x x ===.14.解方程:()()2210290x x --++=【答案】1277x x =+=-【详解】解:()()2210290x x --++=整理,得:21470x x --=1,14,7a b c ==-=-224(14)41-7b ac =-=--´´V ()=224>0∴7x ===±1277x x =+=-15.用公式法解下列方程:(1)2356x x =+;(2)2(3)(28)1025x x x +++=.【答案】(1)方程无解;(2)方程无解.【解析】(1)因为536a b c ==-=,,,则011142<-=-ac b ,所以原方程无解;(2)整理可得:0145142=++x x ,则042<-ac b ,所以原方程无解.【总结】本题主要考查对求根公式的理解及运用.16.用公式法解下列方程:(120x --=;(2)210.20.3020x x -+=;(3)226(21)2x x x -++=-.【答案】(1)221-=x ,22=x ;(2)4531+=x ,4532-=x ;(3)41751+=x ,41752-=x .【解析】(1)∵1a b c ==-=,942=-ac b ,∴2231±=x ,∴原方程的解为:221-=x ,22=x ;(2)整理可得:01642=+-x x ,461a b c ==-=,,,则2042=-ac b ,8526±=x ,∴原方程的解为:4531+=x ,4532-=x ;(3)整理可得:01522=+-x x ,251a b c ==-=,,,则1742=-ac b ,4175±=x ,∴原方程的解为:41751+=x ,41752-=x .17.用公式法解下列关于x 的方程:(1)20x bx c --=;(2)2100.1a x a --=.【解析】(1)∵c b 42+=D ,∴当042≥+c b 时,2421c b b x ++=,2422c b b x +-=;当042<+c b 时,原方程无实数根;(2)原方程可化为:22100x a --=,∵2222400a b a D =+≥,∴原方程的解为:1x ,2x =.【总结】本题主要考查利用公式法求解一元二次方程的根,注意分类讨论.18.设m 是满足不等式1≤m ≤50的正整数,关于x 的二次方程(x ﹣2)2+(a ﹣m )2=2mx +a 2﹣2am 的两根都是正整数,求m 的值.【答案】1、4、9、16、25、36、49【详解】将方程整理得:x 2﹣(2m +4)x +m 2+4=0,∴x 2+m ,∵x ,m 均是整数且1≤m ≤50,∴m 为完全平方数即可,∴m =1、4、9、16、25、36、49.19.阅读理解:小明同学进入初二以后,读书越发认真.在学习“用因式分解法解方程”时,课后习题中有这样一个问题:下列方程的解法对不对?为什么? ()()310=1x x +-解:()31x +=或()10=1x -.解得2x =-或11x =.所以12x =-,211x =.同学们都认为不对,原因:有的说该题的因式分解是错误的;有的说将答案代入方程,方程左右两边不成立,等等.小明同学除了认为该解法不正确,还给出了一种因式分解的做法,小明同学的做法如下:取()3x +与()10x -的平均值72x æö-ç÷èø,即将()3x +与()10x -相加再除以2.那么原方程可化为713713=12222x x æöæö-+--ç÷ç÷èøèø左边用平方差公式可化为22713=122x æöæö--ç÷ç÷èøèø.再移项,开平方可得x =请你认真阅读小明同学的方法,并用这个方法推导:关于x 的方程()200++=¹ax bx c a 的求根公式(此时240b ac -≥).【答案】)240x b ac =-≥【详解】∵()200++=¹ax bx c a ∴2b c x x a a+=-∴b c x x a a æö+=-ç÷èø 取x 与b x a æö+ç÷èø的平均值2b x a æö+ç÷èø,即将x 与b x a æö+ç÷èø相加再除以2,即b 2x b a x 22a+=+ 那么原方程可化为:2222b b b b c x x a a a a a æöæö+-++=-ç÷ç÷èøèø 左边用平方差公式可化为:2222b b c x a a a æöæö+-=-ç÷ç÷èøèø 再移项可得:222224244b c b ac b x a a a a -+æö+=-+=ç÷èø240b ac -≥Q开平方可得:b x 2a =-±2b a -=.。
求根公式中根的判别式的应用 初中九年级数学教学课件PPT 人教版

正解错:解:因为原方程有两个不相等的实数根,
2.已知关所于以xΔ的>0方,程即x(2-+2a)x2+-a4-k·(2-=10)>. 0,且k≠0.
(1)若该方解程得的k一>-个1根. 为1,求a的值及该方程的另一个根;
(2)求证:所不以论k的a取最何小实整数数,值该是方0.程1 都有两个不相等的实数根.
九年级上册第二十一章第2节
求根公式中根的判别式的应用
难点名称:利用根的判别式确定字母的取值或
范围
1
目录
CONTENTS
导入
知识讲解
课堂练习
小节
2
导入
下列一元二次方程中,有两个不相等的实数根的是( D )
A.x2 x 1 0,B.x2 2x 4 0 4
C.x2 x 2 0,D.x2 2x 0
证明:不论m为何值,这个方程总有两个不相等的实数根.
解: m2 - ( 4 - 2m 5) m2 8m 20
(m2 8m 16) 4 (m 4)2 4 0 所以,不论m为何值,这个方程总有两个不相等的实数根.
课堂练习
难点巩固
1.若关于x的一元二次方程kx2-2x-1=0有两个不相等的实 数根,求k的最小整数值.
8
课堂练习
2.已知关于x的方程x2+ax+a-2=0.
难点巩固
(1)若该方程的一个根为1,求a的值及该方程的另一个根;
(2)求证:不论a取何实数,该方程都有两个不相等的实数根.
解:(1)∵1为原方程的一个根,
(2)证明:∵在x2+ax+a-2=0中,
∴1+a+a-2=0.
Δ=a2-4a+8=(a-2)2+4>0,
∴a=1 .
2
求根公式(课件)

b2-4ac = (-2)2-4×1×(-1) =8>0
∴ x1 1 2
x2 1 2
1、先把下列一元二次方程化成一般形 式,再写出一般形式的a、b、c:
(1)方程2x2+x-6=0中,a= 2 ,b= 1 , c= -6 ;b2-4ac= 49 . (2)方程5x2-4x=12中,a= 5 ,b= -4 , c=-12;b2-4ac= 256 . (3)方程4x2-4x+1=0中,a= 4 ,b=-4 , c= 1 ;b2-4ac= 0 .
(1)求根公式的概念及其推导过程; (2)公式法的概念; (3)应用公式法解一元二次方程; (4)初步了解一元二次方程的根的情况.
一、复习引入
用因式分解法解下列方程:
( 1 ) 3x 2 x 0
2
(2)x 2 x
2
用配方法解一元二次方程的步骤:
移项:把常数项移到方程的右边; 配方:方程两边都加上一次项系数 一半的平方; 开方:根据平方根意义,方程两边 直接开平方; 求解:解一元一次方程; 定解:写出原方程的解.
一元二次方程的一般形 式: ax bx c ( 0 a 0)
2
问题:怎样解下列方程: 2 (1 )x 2 x 1 0
( 2) 2 x
2
? 3x 2 0
( 1 )x 2 x 1 02来自用求根公式法解下列方程:
解:∵ a=1,b=-2,c=-1
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习题课1.假设8675.41=x ,08675.42=x ,08675.03=x 是由四舍五入得到的近似数,求下列各近似数的误差限:(1)321x x x ++;(2);21x x (3)21x x 。
解:因为 411021)(-⨯≤x e ,521021)(-⨯≤x e ,531021)(-⨯≤x e (1) 由123123123()()()()()()e x x x e x x e x e x e x e x ++=++=++得123123()()()()e x x x e x e x e x ++=++ )()()(321x e x e x e ++≤5554106102110211021----⨯=⨯+⨯+⨯≤ (2)由)()()(211221x e x x e x x x e +≈得)()()(211221x e x x e x x x e +≈ 45421121028675.210218675.4102108675.4)()(---⨯=⨯⨯+⨯⨯≤+≤x e x x e x(3)由)()(1)(22211221x e x x x e x x x e -≈得 )()(1)(22211221x e x x x e x x x e -≈ 5524222112103692.1102108675.48675.4102108675.41)()(1---⨯≤⨯⨯+⨯⨯≤+≤x e x x x e x2.用一元二次方程求根公式1,22b x a-±=8位的计算机上求一元二次方程()2991044100x x -++⨯=的根,将求出的计算解与方程的准确解做对比,对你的计算结果给出解释。
3.若1<<ac ,能否用常用的求根公式aacb b x 2422,1-±-=来求根?若不能,请给出说明及更好的求根公式。
4 说明把相对误差的计算公式()***r e x x e x x x -==用公式****e x x x x -=来代替的合理性,并指出这种替代的条件。
设x 为精确值,*x 为其近似值,证明:2211r r r r r r e e e e e e -==+-这里,)(x x x x e r -=***-=x x x x e r )( 证明:*r r x x x xe e x x **---=-***2*11()()()x x x xx x xx =---=因而**22**()()r r r x x x x e e e x x x e x *--=⋅=⋅- 22*1()11r r r e e e x e x=⋅=-- , ,)(x x x e -=*或,22*()()r r r x x x xe e e x x x e x *--=⋅=⋅+ 221()11r r r e e e x e x=⋅=++5.设n 次多项式0111)(a x a x a x a x P n n n n n ++⋅⋅⋅++=--试构造一个计算P n (x )的算法,使其计算量尽可能小。
6.设,280=y 按递推公式 ⋅⋅⋅=-=-,2,1,78310011n y y n n计算到100y ,若取982.27783≈(5位有效数字),试问计算到100y 将有多大误差?解 ⎪⎩⎪⎨⎧=⋅⋅=-=-28,2,1783100101y n y y n n (1)设 0128127.982,1,2,100nn y y y n ***-⎧=⎪⎨=-⨯=⋅⋅⋅⎪⎩(2)记*-=n n n y y e ,将(1)和(2)相减,得⎪⎩⎪⎨⎧⋅⋅⋅=-⨯-==-,2,1),982.27783(1001010n e e e n n递推可得 ⋅⋅⋅=--=,2,1),982.27783(100n ne n因而31001001021)982.27783(-⨯≤--=e e非线性方程求根1.?A 为已知数。
2若已知对任意初始值01,13x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,由不动点迭代12kx k x -+=,k=0,1,2,……产生的序列{}k x 都收敛于方程2xx -=在1,13⎡⎤⎢⎥⎣⎦的唯一根p 。
若要求p 的近似值的误差不超过410-(取初始值023x =),试估计迭代次数。
解:对迭代法()12kx k k x x ϕ-+==有迭代公式()2xx ϕ-=则()2ln 2x x ϕ-'=-对1,13x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦有()2ln 2xx ϕ-'=-∈[0.34657, 0.8733 1]所以有()2ln 2xx ϕ-'=-≤0.87331<1 取 L=0.87331取初始值023x = 则0231220.62996x x --==≈为使解p 的近似值k x 的误差不超过410-,根据误差估计式:10,1kk L x p x x L-≤-- 只要410101kL x x L--<-。
因此k 应取为410lg10lg1lg x x L k L---->≈0.666670.629964lg 10.87331lg 0.87331-⎛⎫-- ⎪-⎝⎭≈58.84667取k=59.于是迭代59次必可使近似解的误差不超过410-3.证明: 设()x ϕ在[],a b 上连续可微,且()01x ϕ'<<,()x x ϕ=在[],a b 上有根*x,0[,]x a b ∈,但*0x x ≠,则由()1,0,1,2...k k x x k ϕ+==产生的迭代序列{}k x 单调收敛于*x 。
证明:因为()x x ϕ=在[],a b 上有根*x ,故有()**x x ϕ=设*0xx b<≤,则由()()**10x x x x ϕϕ-=-()()*00x x ϕξ'=-及()01x ϕ'<<知**100x x x x <-<-于是*10x x x <<同理可得**211,,k k x x x x x x +<<<<,因而{}0k k x ∞=单调下降并以*x为下界,所以limk k x →∞存在,记为x,由()01x ϕ'<<知方程在[],a b 内的根是唯一的,显然有x =*x 。
所以 *limk k x x →∞=4.设函数()f x 的导数满足'0()m f x M <≤≤,且0)(=x f 的根存在,x 任意,证明:任取2(0,)Mλ∈,迭代格式1()k k k x x f x λ+=-对任意初值0x 均收敛于0)(=x f 的根*x 。
证明:由题意可取定义域为R 。
由于0)('>x f ,0)('>x f 为单调函数,又0)(=x f 的根存在,所以方程0)(=x f 的根*x 是唯一的。
由迭代格式1()k k k x x f x λ+=-可以得到迭代函数)()(x f x x λϕ-=且|)('1||)('|x f x λϕ-=又'0()m f x M <≤≤及M20<<λ得 2)('0<≤≤<M x f m λλλ所以有 11)('111<-≤-≤-<-m x f M λλλ 故 1|}1||,1max{||)('|<--=≤M m L x λλϕ 此外,显然有()x R x R ϕ∀∈⇒∈由定理知迭代)()(111---=-=k k k k x x f x x ϕλ对任意初值0x 均收敛于0)(=x f 的根*x 。
3.设32()()f x x a =-(1)写出解方程()0f x =的Newton 迭代公式; (2)证明迭代格式是收敛的。
解:(1)32()()f x x a =-∴23'()6()f x x x a =-构造Newton 迭代公式:1()'()k k k k f x x x f x +=-326k k kx a x x -=-0,1,2,k =(2)3126k k k kx ax x x +-=-∴令32()6x ax x x ϕ-=-又可知x*=是()0f x =的根,∴必存在x *的某个邻域,使()x ϕ连续可微且 35'()63ax xϕ=-∴1'()2x ϕ*=∴1|'()|12x ϕ*=<根据定理可知:存在0δ>,只要初值0x 满足||x x δ*-<,迭代序列{}k x 就收敛于x *。
(局部收敛)得证。
1'()02x ϕ*=≠,是线性收敛。
(重根)。