沿函数之道 通方程之路
2021-12-29文/燕娜
文/燕 娜
一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0,a是常数)是二次函数y=ax2+bx+c(a≠0,a、b、c是常数)当y=0 时的特殊情况,因此,我们在研究一元二次方程时,有时需要借助二次函数的图像来解决问题。
【阅读材料】在实际问题中有时只需要求得方程的近似解,这个时候,我们通常利用函数的图像来完成。如,求方程x2-2x-2=0 的实数根的近似解,观察函数y=x2-2x-2 的图像,如图1:发现当自变量x=2 时,函数值y=-2<0,点(2,-2)在x轴下方;当自变量x=3 时,函数值y=1>0,点(3,1)在x轴上方。因为抛物线y=x2-2x-2是一条连续不断的曲线,所以抛物线y=x2-2x-2 在2<x<3 这一段经过x轴,也就是说,当x取2、3 之间的某个值时,函数值为0,即方程x2-2x-2=0在2、3之间有根。
进一步,我们取2和3的平均数2.5,计算当自变量x=2.5 时,函数值y=-0.75<0,点(2.5,-0.75)在x轴下方,由此可知,方程的这个根在2.5 与3 之间,可以取它们之间任意一个数作为近似解,该近似解与真实值的差都不会大于3-2.5=0.5。
重复以上操作,随着操作次数的增加,根的近似值会越来越接近真实值。
【问题】用以上方法求方程x2-2x-2=0 小于0 的解,且使所求的近似解与真实值的差不超过0.3,该近似解为________。
【解析】观察函数y=x2-2x-2 的图像,发现:当自变量x=0 时,函数值y=-2<0,点(0,-2)在x轴下方;当自变量x=-1时,函数值y=1>0,点(-1,1)在x轴上方。因为抛物线y=x2-2x-2 是一条连续不断的曲线,所以抛物线y=x2-2x-2 在-1<x<0 这一段经过x轴,也就是说,当x取-1、0之间的某个值时,函数值为0,即方程x2-2x-2=0在-1、0之间有小于0的根。
我们取-1 和0 的平均数-0.5,计算当自变量x=-0.5 时,函数值y=-0.75<0,点(-0.5,-0.75)在x轴下方,所以方程的这个根在-1与-0.5 之间,可以取它们之间任意一个数作为近似解,该近似解与真实值的差都不会大于0.5。再求-1和……
