第一篇:546教学一得:如何求圆锥曲线中点弦的轨迹方程
教学一得:如何求圆锥曲线中点弦的轨迹方程
冰儿
求曲线的轨迹方程时,要仔细审题,寻找和确定求解途径,分清解题步骤,逐步推演,综合陈述完整作答,但求曲线的轨迹方程是解析几何最基本、最重要的课题之一,是代数方法研究几何问题的基础,也是高考的一个热点问题。这类问题题把基础知识、方法技巧、逻辑思维能力、解题能力融为一体。有关弦中点问题,主要有以下三种类型:过定点的弦中点轨迹;平行弦的中点轨迹;过定点且被定点平分的弦。其解法有代点相减法、设而不求法、参数法、待定系数法等,现具体介绍以上几种弦中点轨迹方程的求法。
一、求圆锥曲线过定点的动弦的轨迹方程。其求法:
(1)用直线的点斜式,当斜率存在时,设它的方程为y=k(x-x0)+y0代入F(x,y)=0中。由韦达定理得x1+x2=f(k)。设中点M(x,y),则xyy01f(k),将k代入上式得G(x,y)=0。2xx0当P在圆锥曲线外部时,再由直线与圆锥曲线相交的条件△>0。求中点M的坐标x,y的取值范围。最后检验斜率不存在时x=x0与圆锥曲线的弦AB中点M的坐标是否满足G(x,y)=0(2)代点相减法也称“点差法”;
x2y21的左焦点作弦。求弦中点的轨迹方程。例1,过椭圆54精析:由已知能得到什么,与弦中点的轨迹方程如何转化,画出草图进行分析,寻求解答。
方法一:巧解:设过左焦点F(-1,0)的弦与椭圆相交于A、B两点。设A(x1,y1),B(x2,y2),xyxy弦中点为M(x,y),则111 ① 221 ②
54542222由①-②整理得 4(x1+x2)(x1-x2)+5(y1+y2)(y1-y2)=0 又因为x1+x2=2x.y1+y2=2y 所以 8x(x1-x2)+10(y1-y2)=0 当x1≠x2时 kABy1y28x4x ③
x1x210y5y由题意知 kABy1y2y ④ x1x2x11由③、④整理得 4(x)25y21
2当x1=x2时M(-1,0)满足上式。
方法二:椭圆的左焦点为F(-1,0),设焦点弦所在的直线方程为
y=k(x+1)代入椭圆方程并整理得(45k2)x210k2x5k2200 设弦的端点A(x1,y1),B(x2,y2),中点M(x,y),则 x1x210k 245k
所以 xx1x25k4x2 将代入y=k(x+1)得; k25(1x)45k24y2k2(x1)2x(x1)
5当k不存在时,弦中点为(-1,0)满足上述方程
1即 4(x)25y21为所求的轨迹方程
2二、求圆锥曲线中斜率为定值的平行弦中点的轨迹方程;
①利用直线的斜截式方程:设平行弦所在的方程为y=kx+m(m为参数)代入F(x,y)=0中。
f(k,m)利用韦达定理得x1+x2=f(k,m),设中点M(x,y),则x,y =kx+m,从中消去M,可得G
2(x,y)=0,再由直线与圆锥曲线相交的条件△>0.得M的坐标x,y的取值范围。
②代点相减法;
例
2、求y22px(p0)的斜率为k的平行弦中点M的轨迹方程。
解:设平行弦所在的直线方程为y=kx+m(m为参数)代入y22px,整理得 k2x22(kmp)xm20 当2(kmp)4k2m20 ① 2 即2km
设两个交点A(x1,y1),B(x2,y2),弦中点M(x,y)
xx2kmpppx12yx则 消去m,得 又由①式及x的代数式得 2k2k2kykxm故动点的轨迹方程为ypp(x2)k2k方法二:设动弦与抛物线交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,弦中点M(x,y)
2则 y122px1 ① y22px2 ②
由①-②,整理得 y1y2p
x1x2yp 22k又点M(x,y)在抛物线内部,所以y22px 即x所以所求轨迹方程为ypp(x2)k2k注意:在使用代点相减法时,应该注意中点在圆锥曲线内部的条件,否则会增解。
三、长为定值的圆锥曲线动弦中点的轨迹方程
求长为定值的弦中点的轨迹方程的方法为:设中点坐标M(x0,y0),弦与圆锥曲线的两个交点为A(x1,y1),B(x2,y2),利用代点相减法用x0,y0表示kAB。写出直线AB的点斜式方程,代入圆锥曲线方程,用弦长公式求解。
例
3、定长为2l(l1)的线段AB。其两端点在抛物线x2y上移动。求线段中点M的轨2迹方程。
解:设中点M(x0,y0),A(x1,y1),B(x2,y2),则
2y2 ② x12y1 ① x2由①-②得 y1-y2=(x1+x2)(x1-x2)由题意得x1≠x2。∴y1y22x0
x1x22∴直线AB的方程为y-y0=2x0(x-x0)代入yx2得 ;x22x0x2x0y00
由弦长公式及韦达定理得 AB1k2x1x2 x1+x2=2x0 x1x2=2x02-y0
2(x1x2)24x1x2 又∵∣AB∣=2l ∴2l14x02即(y0x0)2(14x0)l2
∴AB中点的轨迹方程为(yx2)(14x2)l2
四、变式训练: x2y21,求满足条件的轨迹方程;
1、已知2(1)求斜率为2的平行弦的中点轨迹方程;
(2)过点A(2,1)的直线与椭圆相交,求直线l被截得弦的中点轨迹方程;
11(3)求过点p(,)且被P平分的弦所在直线方程;
22x2y21 整理得:9x2+8bx+2b2-2=0 解:(1)设斜率为2的直线方程为y=2x+b代入2设平行弦的端点坐标为(x1,y1),(x2,y2),则
△ =b2-4ac=(8b)2-4×9(2b2-2)>0 得-3<b<3 则 x1x2xx28b94444b ∴bx,(b)x19439329 yy1y244b(x1x2)b ∴x4y0,(x)
3329(2)设l与椭圆的焦点为(x1,y1)(x2,y2),弦中点为(x,y)
2x12x222y11 ① y21 ② 则 22由①-②整理得(x1+x2)(x1-x2)+(y1+y2)(y1-y2)=0 ③ 又∵ x1x22x,y1y22y
∴x2yy1y20 ④
x1x2y1y2y1 ⑤ x1x2x2由题意知
y10 即x22y22x2y0 x2(3)由(2)得 x1+x2=1 y1+y2=1 代入①得 代入④整理得x2y y1y21
x1x22故所求的直线方程为2x+4y-3=0 通过以上几例要注意一些隐含条件,若轨迹是曲线的一部分,应对方程注明x的取值范围,同时注明x,y的取值范围。若轨迹有不同情况,应分类讨论,以保证它的完整性。
第二篇:求轨迹方程教案
求轨迹的方程
娄底一中 刘瑞华
教学目标:
1、掌握和熟练运用求轨迹方程的常用方法.2、培养思维的灵活性和严密性.3、进一步渗透“数形结合”的思想 教学重点和难点:
重点:落实轨迹方程的几种常规求法。
难点:教会学生如何审题,选用适当的方法求轨迹的方程。教学方法:
讨论法、类比法. 教具准备: 多媒体投影. 教学设计:
求曲线的轨迹方程是解析几何最基本、最重要的课题之一,是用代数方法研究几何问题的基础。这类题目把基本知识、方法技巧、逻辑思维能力、解题能力融于一体,因而也是历届高考考查的重要内容之一。
一、知识回顾
求曲线轨迹方程的基本步骤
在求曲线的轨迹方程时,要经历审题、寻找和确定求解途径、分清解答步骤、逐步推演、综合陈述、完整作答或给出恰当的结论等多个不可缺少的环节,其基本步骤是:
(1)建系设点:建立适当的坐标系,设曲线上任一点坐标M(x,y);
(2)列式:写出适合条件的点的集合PMP(M),关键是根据条件列出适合条件的等式;
(3)代换:用坐标代换几何等式,列出方程f(x,y)0;(4)化简:把方程f(x,y)0化成最简形式;
(5)证明:以化简后的方程的解为坐标的点都是曲线上的点。
二、基础训练
1、已知向量OP与OQ是关于y轴对称,且2OPOQ1则点Px,y的轨迹方程是____________
2.△ABC中,A为动点,B、C为定点,B(-则动点A的轨迹方程为_________.aa1,0),C(,0),且满足条件sinC-sinB=sinA,222x2y21上的动点,则F1F2P重心的轨迹方程为
3、点P是以F1,F2为焦点的椭圆
259___________________.4、已知点Px,y满足xy4,则点Qx,yx22的y轨迹方程为_____________________ 解答与分析:
1、yx221 方法为:直译法即是如果动点满足的几何条件本身就是一些几何量的等量2关系,则只需直接把这些关系“翻译”成x,y的等式,由此得到曲线的方程.
x2y21 方法为:定义法就是若动点的轨迹的条件符合某一基本轨迹(如:圆,椭2、43圆,双曲线,抛物线)的定义,则可以根据定义直接写出动点的轨迹方程.
9x2y21y0方法为:代入法就是若动点P(x,y)依赖于已知方程的曲线上另一个动3、25点C(x0,y0)运动时,找出点P与点C之间的坐标关系式,用(x,y)表示(x0,y0)再将x0,y0代入已知曲线方程,即可得到点P的轨迹方程。
4、y22x42x2方法为:所谓参数法就是在求曲线方程时,如果动点坐标x,y关系不易表达,可根据具体题设条件引进一个(或多个)中间变量来分别表示动点坐标x,y,间接地把x,y的关系找出来,然后消去参数即可得到动点的轨迹方程.
小结:
一、由以上几个题目可以看出求动点的轨迹方程常用的方法有: 1.直译法;2.定义法
3.相关点法(代入法);4.参数法
二、求动点的轨迹方程中的注意点:
1.注意方程的纯粹性和完备性即不多不少。2.注意平面几何知识的运用。3.注意要求是求轨迹方程还是轨迹
三、例题讲解
22例1.已知定点A(2,0),点Q是圆x+y=1的动点,∠AOQ的平分线交AQ于M,当Q点在圆上移动时,求动点M的轨迹方程。的性质,知 分析1:由三角形的内角平分线|AM|2,|MQ||AM||OA|
|MQ||OQ| 而|OA|2,|OQ|1,故 即点M分AQ成比为2,若设出M(x,y),则由分点坐标公式,可表示出点Q的坐标,因Q、M为相关点,(Q点运动导致点M运动),可采用相关点法求点M的轨迹方程。
解法1:设M(x,y),由三角形内角平分线性质定理,得 ∵M在AQ上,∴点M分AQ成比为2,|AM||AO|2,|MQ||OQ|22·x0x120)若设点Q的坐标为(x0,y0),则 又A(2,02·y0y123x2x02 y3y0222而点Q(x0,y0)在圆x2y21上
3x223y24)()21,化简,得(x)2y2 22392242 点M的轨迹方程为(x)y。
x0y01,即(性质,知 分析2:由三角形的内角平分线|AM||AO|2,|QM||QO| 若过M作MN∥OQ交OA于N,则|AN||AM|2,|ON||QM|0),而 从而N(,|MN| 23|MN||AM|2,|OQ|1,|OQ||AQ|3222|OQ|为定值,可见动点M到定点N的距离为定值。3332 因此M的轨迹是以N为圆心,半径为的圆,32242 其方程为(x)y,39 而当∠AOQ=180°时,其角分线为y轴,它与AQ交点为原点O,显然,该点也满足上述轨迹方程。
注:此种解法为定义法。例
2、设过点A1,0的直线与抛物线x24y交于不同的两点P,Q,求线段PQ中点M的轨迹方程。
解:法一:设Mx,y,Px1,y1,Qx2,y2,又由已知可设直线PQ的方程y为:ykx1,则由
ykx1消去x24yy得: x24kx4k0
x1x24k,x1x24k
x222y1x2x1x22x1x21y2444k22k
xx1x22k2消去k得:y1x2x
yy1y2222k22k又直线PQ与抛物线有两个交点
16k216k0即k1或k0
x2或x0点M的轨迹方程为:y12x2x,x2或x0
法二:设Mx,y,Px1,y1,Qx2,y2,由P,Q在抛物线上得
x214y1两式相减得:x2x221x24y1y2 24y2变形得x1x1y224yxx4kPQ
122x4kyPQ又kPQx1,消去k12PQ得y2xx。又由y12x2x得其交点坐标为0,0,2,1 x24yQPoAx因为中点必须在抛物线内,由图可知x2或x0
点M的轨迹方程为:y
四、小结
略。
五、作业
12xx,x2或x0
21、过抛物线x24y的焦点的弦PQ的中点的轨迹方程?
2、过点A1,0的直线与圆xy221交于不同的两点P,Q则PQ的中点的轨迹方程? 4
第三篇:数学高考复习名师精品教案:第67课时:第八章 圆锥曲线方程-轨迹问题
数学高考复习名师精品教案
第67课时:第八章 圆锥曲线方程——轨迹问题(2)
课题:轨迹问题(2)一.复习目标:
1.掌握求轨迹方程的另几种方法——相关点法(代入法)、参数法(交规法); 2.学会用适当的参数去表示动点的轨迹,掌握常见的消参法. 二.知识要点:
1.相关点法(代入法):对于两个动点P(x0,y0),Q(x,y),点P在已知曲线上运动导致点Q运动形成轨迹时,只需根据条件找到这两个点的坐标之间的等量关x0f(x,y)系并化为然后将其代入已知曲线的方程即得到点Qyg(x,y)0的轨迹方程.
2.参数法(交规法):当动点P的坐标x,y之间的直接关系不易建立时,可适当地选取中间变量t,并用t表示动点P的坐标x,y,从而动点轨迹的参数方程xf(t)消去参数t,便可得到动点Pyg(t)的的轨迹的普通方程,但要注意方程的等价性,即有t的范围确定出x,y的范围. 三.课前预习: 1.已知椭圆Q分FP x225y2161的右焦点为F,Q、P分别为椭圆上和椭圆外一点,且点的比为1:2,则点P的轨迹方程为(C)
(A)(x6)752y2481(B)(x6)752y2481(C)(x6)2252y21441(D)(2x3)22524y21441
2.设动点P在直线x10上,O为坐标原点,以OP为直角边,点O为直角顶点作等腰直角三角形OPQ,则动点Q的轨迹是(B)
(A)(B)两条平行直线(C)抛物线(D)双曲线
3.已知点P(x,y)在以原点为圆心的单位圆上运动,则点Q(xy,xy)的轨迹是(B)
(B)
抛物线
(C)椭圆
(D)双曲线(A)圆
4.双曲线x24y231关于直线xy20对称的曲线方程是
(y2)42(x2)321
5.倾斜角为的直线交椭圆4x24y21于A,B两点,则线段AB中点的轨迹方程是x4y0(|x|455)
四.例题分析: 例1.动圆C:(x1)2y21,过原点O作圆的任一弦,求弦的中点的轨迹方程.
解:
(一)直接法:设OQ为过O的任一条弦P(x,y)是其中点,则CPOQ,则1212CPOQ0 ∴(x1,y)(x,y)0,即(x)y(0x1)
4(二)定义法:∵OPC90120,动点P在以M(2212,0)为圆心,OC为直径的圆上,∴所求点的轨迹方程为(x)y14(0x1)
ykx
(三)参数法:设动弦PQ的方程为ykx,由 得: 22(x1)y1(1k)x2x0,设P(x1,y1),Q(x2,y2)22,PQ的中点为(x,y),则:
12)y22xx1x2211k2,ykxk1k2 消去k得(x114(0x1)
例2.求过点A(1,2),离心率为,且以x轴为准线的椭圆的下方的顶点轨迹方程.
2解:设椭圆下方的焦点F(x0,y0),椭圆的下方的顶点为
由定义又x0|AF|23212y,∴|AF|1,即点F的轨迹方程是(x,∴点的P轨迹方程为(x1)2201)(y02)1,22x,y0(32y2)1.2例3.设椭圆方程为x坐标原点,点求: y241,过点M(0,1)的直线l交椭圆于点A、B,O是
N的坐标为(11,)221P满足OP(OAOB),点
2,当l绕点M旋转时,(1)动点P的轨迹方程;
(2)|NP|的最小值与最大值.(1)解法一:直线l过点M(0,1)设其斜率为k,则l的方程为ykx1.记A(x1,y1)、B(x2,y2),由题设可得点A、B的坐标(x1,y1)、(x2,y2)是方程组
① ykx12 的解.2y1② x4将①代入②并化简得,(4k2)x22kxx,1224k于是 8yy.1224k2kx30,所以
OP12(OAOB)(x1x22,y1y22)(k4k2,44k2).设点P的坐标为(x,y),则
kx,24k消去参数4y.24kk得4x2yy0 ③
2当k不存在时,A、B中点为坐标原点(0,0),也满足方程③,所以点P的轨迹方程为4x2yy0.2解法二:设点P的坐标为(x,y),因A(x1,y1)、B(x2,y2)在椭圆上,所以
21xy1421, ④ x22212y2421.⑤
④—⑤得xx21414(y1y2)0,所以 22(x1x2)(x1x2)(y1y2)(y1y2)0.当x1x2时,有x1x214(y1y2)y1y2x1x20.⑥
x1x2x,2y1y2并且 ⑦ y,2y1y2y1.x1x2x将⑦代入⑥并整理得 4x2当x10)x2时,点
yy0.⑧
2A、B的坐标为(0,2)、(0,-2),这时点P的坐标为(0,也满足⑧,所以点P的轨迹方程为
x2(y1412)21161.五.课后作业: 1.抛物线y2(A)y24x经过焦点的弦的中点的轨迹方程是()
2x1(B)y2(x1)(C)y2x12(D)y22x1
2.已知椭圆x29y241的左、右顶点分别为A1和A2,垂直于椭圆长轴的动直线与椭圆的两个交点分别为P1和P2,其中P1的纵坐标为正数,则直线A1P1与A2P2的交点M的轨迹方程()
(A)x29y241(B)y29x241(C)x29y241(D)y29x241
3.已知抛物线yx2mx1(mR)的顶点为A,那么当m变化时,此抛物线焦点F的轨迹方程是___________________________. 4.自椭圆Mx220y241上的任意一点P向x轴引垂线,垂足为Q,则线段PQ的中点的轨迹方程为
x25.已知椭圆9y251的两个焦点分别是F1、F2,△MF1F2的重心G恰为椭圆上的点,则点M的轨迹方程为 .
6.如图,7.设x,yRi,j为直角坐标平面内x,y轴正方向上的单位向量,若向的轨迹C的方程. 量a(x5)iyj b(x5)iyj,|a||b|8,求点M(x,y)7.某中心接到其正东、正西、正北方向三个观测点的报告:正西、正北两个观测点同时听到了一声巨响,正东观测点听到的时间比其他两个观测点晚4s,已知各观测点到中心的距离都是1020m,试确定该巨响发生的位置.(假定当时声音传播的速度为340m/s;相关各点均在同一平面上)8.设双曲线C:xa22yb22右准线l1(a0,b0)的离心率为e,与两条渐近线交于P,Q两点,右焦点为F,且PQF为等边三角形.
(1)求双曲线C的离心率e的值;(2)若双曲线C被直线yaxb截得的弦长为bea22,求双曲线C的方程;(3)设双曲线C经过点(1,0),以F为左焦点,l为左准线的椭圆,其短轴的端点为B,求BF中点的轨迹方程.
第四篇:高中数学教学论文 中点弦问题的求解策略 苏教版选修2-1
中点弦问题的求解策略
中点弦问题常见的题型有:1.求中点弦所在的直线方程;2.求弦的中点的轨迹方程;3.求弦长为定值的弦中点的坐标.常用的求解策略是:1.两式相减用中点公式求得斜率;2.联列方程组用韦达定理.
例1.已知直线xy2与抛物线y24x交于A,B两点,那么线段AB的中点的坐标为 .
xy2解析:设Ax1,y1,Bx2,y2,由2得y24y80,从而
y4xy1y24,x1x2y1y248,因此,线段AB的中点的坐标为4,2.
例2.椭圆3x24y212中,一组平行弦中点的轨迹是x2y0(在椭圆内的一段),则这组平行弦的斜率为 .
解析:设Ax1,y1,Bx2,y2是这组平行弦中的一条弦与椭圆的交点,从而x1x22y1y2,把A,B的坐标代入椭圆方程并相减得3x1x2x1x24k3x1x24y1y232y1y2y1y20,即.
22例3.直线l与椭圆x2y2交于P1,P2两点,线段P1P2的中点为P,设直线l的斜率为k1k10,直线OP的斜率为k2,则k1k2的值等于()A.2 B.2 C.12 D.12
x1x2212解析:D.设P1x1,y1,P2x2,y2x1x2,从而P,y1y2y1y2k,因此,把P1,P2代入椭2xx212圆方程并相减得k12y1y2,故k1k2.
例4.直线ykx2交抛物线y8x于A,B两点,若AB中点的横坐标为2,则|AB| .
2用心
爱心
专心 1
解析:设Ax1,y1,Bx2,y28kykx2,由2得ky28y160,又由6464k0知
y8x1844得k2. kkk1.又y1y2,从而x1x2例5.已知椭圆x216y241,求以点P2,1为中点的弦所在的直线方程.
解析:设所求直线与椭圆相交于Ax1,y1,Bx2,y2,把A,B的坐标代入椭圆方程并相减得又因为点P为弦AB的中点,则x1x24,y1y22,(x1x2)(x1x2)4(y1y2)(y1y2)0,从而得到k12,∴所求直线方程为x2y40.
例6.已知椭圆C的焦点分别为F122,0和F222,0,长轴长为6,设直线yx2交椭圆C于A,B两点,求线段AB的中点坐标.
解析:设Ax1,y1,Bx2,y2,并根据题意,得椭圆的方程为x29y29,把直线yx2方程代入椭圆方程并整理得10x236x270,从而x1x2AB的中点坐标为91,. 55185,y1y2185425.因此线段
用心
爱心
专心 2
第五篇:3.1.2用二分法求方程的近似解(教学设计)
3.1.2用二分法求方程的近似解
地点:高一(20)班
时间:11月6日上午第二节课
一、教材分析
本节内容是数学必修一第三章第一节《函数与方程》的第二小节,二分法是求方程近似解的常用方法,它体现了函数的思想以及函数与方程的联系,为高中数学中函数与方程思想、数形结合思想、二分法的算法思想打下了基础,为数学3中算法的内容的学习做了铺垫。二分法体现了数学的逼近思想,对学生以后学习圆周的计算、球的表面积体积公式的由来等微积分的知识起了奠基作用。
二、教学目标
1.理解二分法的概念,掌握运用二分法求简单方程近似解的一种方法;利用信息技术辅助教学,让学生用计算器验证求方程近似值的过程;
2.体会二分法的思想与方法,使学生意识到二分法是求方程近似解的一种方法;让学生了解近似逼近思想,培养学生探究问题的能力、创新的能力;
3.体验并理解函数与方程相互转化的数学思想方法;感受通过迂回的方法使问题得到解决。
三、教学重点:二分法的原理及其探究过程;用二分法求方程的近似解。
四、教学难点:对二分法原理的探究,对精确度、近似值的理解。
五、教学方法:探究式教学法
六、教学过程
(一)情境导入
问题:11月份,我会选择一天的晚自习让同学们进行必修一的综合测试,那么大家猜一猜我会选在哪一天?猜测之前给大家3个游戏规则:①这天不在1号,不在30号;
②如果大家猜测的日期在考试之前我就说小了,在考试之后我就说大了; ③大家猜测的日期和考试的日期相差一天就算对。
提问1:在刚才的猜测过程中发生了什么样的情境?
15日这个日期是不是基本上位于这个线段的中间的位置?这个时候我说大了,那么原来这个区间1-30这个区间长度是不是由原来的30天缩短为15天?区间猜测的范围是不是缩小了?再猜测7日,我说小了,那是不是区间又由原来的1-15日15天缩短为7-15日?
提问2:在整个的情境发生过程中我们能发现哪几个问题?
1.整个的区间长度在逐渐的缩小,而且这个缩小的区间越来越靠近我考试的精确日期,也就是取中点这个方法是有效的;
2.我之所以说相差一天就算对,实际上作用是什么?控制误差,这个误差在我们数学上叫做精确度,我们把整个的区间长度规定为精确度,这个度精确度越来越小
3.体现了两种思想,第一种思想是越来越逼近于我考试的精确日期,另一种是精确度可以控制我的猜测次数 这个问题能不能抽离它的实际背景,把它放到数学应用中来? 提问3:我们一起来看一下这个问题:解方程:lnx2x60?
求方程lnx2x60的近似解也就是求它对应的函数f(x)lnx2x6的零点的近似值。这个函数的零点在哪个区间?这个函数为什么在区间(2,3)内有零点?
现在我想让大家求出这个函数的精确零点,或者这个函数对应的方程的精确的根,但是很可惜大家用现有的方法无法解出它的精确的零点。因此我又类比刚刚猜考试日期这个想法,让它逼近精确的零点。我们就会想到求这个函数所对应方程的近似解。这节课我们主要学习求方程的近似解。
(二)新课学习
要把一开始所确定的(2,3)这个区间逐步逐步的缩小,让这个区间缩小后是的这个近似解越来越靠近精确解。那么,如何来缩小这个区间呢?回想刚刚猜测考试日期的过程。
我们要不断缩小(2,3)这个区间使它逐步逼近方程精确的解。取区间的中点。提问4:如何判断到底取中点左侧的区间还是右侧的区间,这个问题如何解决?
猜考试日期时我说大了、小了,在区间端点处都标记了大小,这个大小,实际上对应了我考试日期的正负,请大家计算区间中点处的函数值,并函数值的正负。也就是每次取中点以后我们是不是都要计算中点的函数值。通过看中点处函数值的符号判断零点在中点左侧区间还是右侧区间。
我们知道,函数f(x)的图象与直角坐标系中x轴交点的横坐标就是方程f(x)0的解,利用上节课学过的函数零点存在的条件,我们用逐步逼近的方法,来求方程的近似解.
(1)在区间(2,3)内,方程有解,取区间(2,3)中点2.5;
(2)用计算器计算f(2.5)0.084,因为f(2.5)f(3)0,所以零点在区间(2.5,3)内;
(3)再取区间(2.5,3)中点2.75,用计算器计算f(2.75)0.512,因为f(2.5)f(2.75)0,所以零点在区间(2.5,2.75)内.
二分法定义:对于在区间[a,b]上连续不断且f(a)f(b)0的函数yf(x),通过不断地把函数f(x)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做二分法(bisection). 零点所在的区间不停的缩小,那么这个缩小的过程是不是要永无止境的缩小下去?
提问5:零点所在的区间不断缩小,那么这个缩小的过程是不是要永无止境的进行下去?我们要如何终止这个区间的缩小过程?
(4)重复上面的过程,在有限次重复相同步骤后,零点所在区间长度在一定精度控制范围内,零点所在区间内的任意一点都可以作为函数零点的近似值,特别地,可以将区间端点作为零点的近似值.
本例中,把取中点和判断零点的过程,用表格列出(课本第89页表3-2).
0.01,所以,我们可将x2.53125作为函当精确度为0.01时,由于2.53906252.531250.0078125数f(x)lnx2x6零点的近似值,也即方程lnx2x60根的近似值. 提问6:能否根据刚刚求方程lnx2x60近似解的步骤总结用二分法求函数f(x)零点近似值的步骤? 给定精确度,用二分法求函数f(x)零点近似值的步骤: 1)确定区间[a,b],验证f(a)f(b)0,给定精确度; 2)求区间(a,b)的中点c; 3)计算f(c);
4)判断:(1)若f(c)0,则c就是函数的零点;(2)若f(a)f(c)0,则令bc(此时零点x0(a,c));(3)若f(c)f(b)0,则令ac(此时零点x0(c,b)).
5)判断:区间长度是否达到精确度?即若ab,则得到零点近似值;否则重复2——5.
(三)课堂练习
求方程x33x10的近似解(精确度为0.1)
(四)课堂小结
1、什么是二分法?具有什么特点的函数适合用二分法求其零点的近似解?
2、利用二分法求方程近似解的步骤
3、本节课运用了哪些数学思想方法
(五)课后作业
P89练习2 阅读课本P89-P91