新人教版高中数学算法与程序框图教案必修三

2019-2020年高中数学算法与程序框图算法的概念教案新课标人教版必修3(A)（一）算法的概念算法 （algorithm)指的是用阿拉伯数字进行算术运算的过程。

在数学中，现代意义上的“算法”通常是指可以用计算机来解决的某一类问题的程序或步骤，这些程序或步骤必须是明确的和有效的，而且能够在有限步之内完成。

描述算法可以有不同的方式，例如，可以用自然语言和数学语言加以叙述；也可以用算法语言给出精确的说明；或者用框图直观地显示算法的全貌。

（二）例题讲解1、写出解二元一次方程组⎩⎨⎧=+-=-,,1212y x y x的一个算法。

解：算法：第一步：②－①×2，得5y=3，第二步：解③得y= 第三步：将y=代入①，得x=。

. 思考：试写出解一般的二元一次方程组的一个算法。

2、任意给定一个大于1的整数n ，试设计一个程序或步骤对n 是否为质数做出判定。

解：算法：第一步：判断n 是否等于2。

若n=2，则n 是质数；若n>2，则执行第二步。

第二步：依次从2到(n-1）检验是不是n 的因数，即整除n 的数。

若有这样的数，则n 不是质数；若没有这样的数，则n 是质数。

（三）算法的特点（1）有穷性：即一个算法的步骤序列是有限的；（2）确定性：即算法中的每一步应该是确定的并且能有效地执行且得到确定的结果；（3）逻辑性：即算法从初始步骤开始，分为若干明确的步骤，前一步是后一步的前提，只有执行完前一步才能进行下一步，而且每一步都是正确无误的，从而组成了一个有着很强逻辑性的步骤序列；（4）不唯一性：即求解一个问题的算法不一定是唯一的；（5）普遍性：即很多具体的问题，都可以设计合理的算法去解决。

例3、用二分法设计一个求方程x 2-2=0的近似根的算法。

解：算法：第一步：令f(x)=x 2-2。

因为f(1)<0,f(2)>0,所以设x 1=1,x 2=2。

第二步：令 m= ,判断f(m)是否为0。

第一课时 1.1.1 算法的概念教学要求：了解算法的含义，体会算法的思想；能够用自然语言叙述算法；掌握正确的算法应满足的要求；会写出解线性方程（组）的算法、判断一个数为质数的算法、用二分法求方程近似根的算法.教学重点：解二元一次方程组等几个典型的的算法设计.教学难点：算法的含义、把自然语言转化为算法语言.教学过程：一、复习准备：1. 提问：我们古代的计算工具？近代计算手段？（算筹与算盘→计算器与计算机，见章头图）2. 提问：①小学四则运算的规则？（先乘除，后加减）②初中解二元一次方程组的方法？（消元法）③高中二分法求方程近似解的步骤？（给定精度ε，二分法求方程根近似值步骤如下：A．确定区间，验证，给定精度ε；B. 求区间的中点；C. 计算：若，则就是函数的零点；若，则令（此时零点）；若，则令（此时零点）；D. 判断是否达到精度ε；即若，则得到零点零点值a（或b）；否则重复步骤2~4．二、讲授新课：1. 教学算法的含义：①出示例：写出解二元一次方程组的具体步骤.先具体解方程组，学生说解答，教师写解法→针对解答过程分析具体步骤，构成其算法第一步：②－①×2，得5y=0 ③；第二步：解③得y=0；第三步：将y=0代入①，得x=2.②理解算法：12世纪时，指用阿拉伯数字进行算术运算的过程. 现代意义上的算法是可以用计算机来解决的某一类问题的程序或步骤，程序和步骤必须是明确和有效的，且能在有限步完成. 广义的算法是指做某一件事的步骤或程序.算法特点：确定性；有限性；顺序性；正确性；普遍性.举例生活中的算法：菜谱是做菜肴的算法；洗衣机的使用说明书是操作洗衣机的算法；歌谱是一首歌曲的算法；渡河问题.③练习：写出解方程组的算法.2. 教学几个典型的算法：①出示例1：任意给定一个大于1的整数n，试设计一个程序或步骤对n是否为质数做出判断.提问：什么叫质数？如何判断一个数是否质数？→写出算法.分析：此算法是用自然语言的形式描述的. 设计算法要求：写出的算法必须能解决一类问题，并且能够重复使用. 要使算法尽量简单、步骤尽量少. 要保证算法正确，且计算机能够执行.②出示例2：用二分法设计一个求方程的近似根的算法.提问：二分法的思想及步骤？如何求方程近似解→写出算法.③练习：举例更多的算法例子；→对比一般解决问题的过程，讨论算法的主要特征.3. 小结：算法含义与特征；两类算法问题（数值型、非数值型）；算法的自然语言表示.三、巩固练习：1. 写出下列算法：解方程x2－2x－3＝0；求1×3×5×7×9×11的值2. 有蓝和黑两个墨水瓶，但现在却错把蓝墨水装在了黑墨水瓶中，黑墨水错装在了蓝墨水瓶中，要求将其互换，请你设计算法解决这一问题.3. 根据教材P6 的框图表示，使用程序框表示以上算法.4. 作业：教材P4 1、2题.第二课时 1.1.2 程序框图（一）教学要求：掌握程序框图的概念；会用通用的图形符号表示算法，掌握算法的三个基本逻辑结构. 掌握画程序框图的基本规则，能正确画出程序框图. 通过模仿、操作、探索，经历通过设计程序框图表达解决问题的过程；学会灵活、正确地画程序框图.教学重点：程序框图的基本概念、基本图形符号和3种基本逻辑结构.教学难点：综合运用框图知识正确地画出程序框图教学过程：一、复习准备：1. 写出算法：给定一个正整数n，判定n是否偶数.2. 用二分法设计一个求方程的近似根的算法.二、讲授新课：1. 教学程序框图的认识：①讨论：如何形象直观的表示算法？→图形方法.教师给出一个流程图（上面1题），学生说说理解的算法步骤.②定义程序框图：程序框图又称流程图，是一种用规定的图形、指向线及文字说明来准确、直观地表示算法的图形.③程序框名称功能终端框表示一个算法的起始和结束（起止框）输入、输出框表示一个算法输入和输出的信息处理（执行）框赋值、计算判断框判断一个条件是否成立流程线连接程序框④阅读教材P5的程序框图. →讨论：输入35后，框图的运行流程，讨论：最大的I值.2. 教学算法的基本逻辑结构：①讨论：P5的程序框图，感觉上可以如何大致分块？流程再现出一些什么结构特征？→教师指出：顺序结构、条件结构、循环结构.②试用一般的框图表示三种逻辑结构. （见下图）③出示例3：已知一个三角形的三边分别为4,5,6，利用海伦公式设计一个算法，求出它的面积，并画出算法的程序框图. （学生用自然语言表示算法→师生共写程序框图→讨论：结构特征）④出示例4：任意给定3个正实数，设计一个算法，判断分别以这3个数为三边边长的三角形是否存在.画出这个算法的程序框图. (学生分析算法→写出程序框图→试验结果→讨论结构)⑤出示例5：设计一个计算1＋2＋3＋…＋1000的值的算法，并画出程序框图. (学生分析算法→写出程序框图→给出另一种循环结构的框图→对比两种循环结构)3. 小结：程序框图的基本知识；三种基本逻辑结构；画程序框图要注意：流程线的前头；判断框后边的流程线应根据情况标注“是”或“否”；循环结构中要设计合理的计数或累加变量等.三、巩固练习：1.练习：把复习准备题②的算法写成框图. 2. 作业：P12 A组1、2题.第三课时 1.1.2 程序框图（二）教学要求：更进一步理解算法，掌握算法的三个基本逻辑结构. 掌握画程序框图的基本规则，能正确画出程序框图.学会灵活、正确地画程序框图.教学重点：灵活、正确地画程序框图.教学难点：运用程序框图解决实际问题.教学过程：一、复习准备：1. 说出下列程序框的名称和所实现功能.2.顺序结构条件结构循环结构程序框图结构说明按照语句的先后顺序，从上而下依次执行这些语句. 不具备控制流程的作用. 是任何一个算法都离不开的基本结构根据某种条件是否满足来选择程序的走向.当条件满足时，运行“是”的分支，不满足时，运行“否”的分支.从某处开始，按照一定的条件，反复执行某一处理步骤的情况. 用来处理一些反复进行操作的问题二、讲授新课：1. 教学程序框图①出示例1：任意给定3个正实数，判断其是否构成三角形，若构成三角形，则根据海伦公式计算其面积. 画出解答此问题算法的程序框图.（学生试写→共同订正→对比教材P7 例3、4 →试验结果）②设计一个计算2＋4＋6＋…＋100的值的算法，并画出程序框图.（学生试写→共同订正→对比教材P9 例5 →另一种循环结构）③循环语句的两种类型：当型和直到型.当型循环语句先对条件判断，根据结果决定是否执行循环体；直到型循环语句先执行一次循环体，再对一些条件进行判断，决定是否继续执行循环体. 两种循环语句的语句结构及框图如右.说明：“循环体”是由语句组成的程序段，能够完成一项工作.注意两种循环语句的区别及循环内部改变循环的条件.④练习：用两种循环结构，写出求100所有正约数的算法程序框图.2. 教学“鸡兔同笼”趣题：①“鸡兔同笼”，我国古代著名数学趣题之一，大约在1500年以前，《孙子算经》中记载了这个有趣的问题，书中描述为：今有雏兔同笼，上有三十五头，下有九十四足，问雏兔各几何？②学生分析其数学解法. （“站立法”，命令所有的兔子都站起来；或用二元一次方程组解答.）③欣赏古代解法：“砍足法”，假如砍去每只鸡、每只兔一半的脚，则“独脚鸡”，“双脚兔”. 则脚的总数47只；与总头数35的差，就是兔子的只数，即47－35＝12（只）.鸡35－12＝23（只）.④试用算法的程序框图解答此经典问题. （算法：鸡的头数为x，则兔的头数为35－x，结合循环语句与条件语句，判断鸡兔脚数2x＋4（35－x）是否等于94.）三、巩固练习：1. 练习：100个和尚吃100个馒头，大和尚一人吃3个，小和尚3人吃一个，求大、小和尚各多少个？分析其算法，写出程序框图. 2. 作业：教材P12 A组1题.。

人教版高中数学必修三教学讲义次执行的步骤组成的，它是任何一个算法都离不开的一种基本算法结构.见示意图和实例：顺序结构在程序框图中的体现就是用流程线将程序框自上而下地连接起来，按顺序执行算法步骤.如在示意图中，A框和B框是依次执行的，只有在执行完A框指定的操作后，才能接着执行B框所指定的操作.(2)条件结构如下面图示中虚线框内是一个条件结构，此结构中含有一个判断框，算法执行到此判断给定的条件P是否成立，选择不同的执行框(A框、B框).无论P条件是否成立，只能执行A框或B框之一，不可能既执行A框又执行B框，也不可能A框、B框都不执行.A框或B框中可以有一个是空的，即不执行任何操作.见示意图要点诠释：条件结构中的条件要准确，不能含混不清，要清楚在什么情况下需要作怎样的判断，用什么条件来区分．(3)循环结构在一些算法中要求重复执行同一操作的结构称为循环结构.即从算法某处开始，按照一定条件重复执行某一处理过程.重复执行的处理步骤称为循环体.循环结构有两种形式：当型循环结构和直到型循环结构.①当型循环结构，如左下图所示，它的功能是当给定的条件P成立时，执行A框，A框执行完毕后，返回来再判断条件P是否成立，如果仍然成立，返回来再执行A框，如此反复执行A框，直到某一次返回来判断条件P 不成立时为止，此时不再执行A框，离开循环结构，继续执行下面的框图.②直到型循环结构，如右下图所示，它的功能是先执行重复执行的A框，然后判断给定的条件P是否成立，如果P仍然不成立，则返回来继续执行A框，再判断条件P是否成立，依次重复操作，直到某一次给定的判断条件P成立为止，此时不再返回来执行A框，离开循环结构，继续执行下面的框图.见示意图要点诠释：循环结构中使用什么样的条件控制循环的开始和结束，要清楚满足某个条件的变量的次数与循环次数的联系与区别.误区提醒1、框图中的流程线不能出现交叉的现象.若有交叉，则程序语句无法写出；2、各种框图有其固定的格式和作用，不要乱用.如条件结构中不要忘了“是”与“否”，流程线不要忘记画箭头；3、条件分支结构的方向要准确；4、循环结构中，计数变量要赋初值，计数变量的自加不要忘记，自加多少不能弄错.另外计数变量一般只负责计数任务；5、循环结构中循环的次数要严格把握，区分“＜”与“≤”等.循环变量的取值与循环结构(当型与直到型)有关，需区分清楚.另外，同一问题用两种不同的结构解决时，其判断条件恰是相反的；6、程序框图不要出现死循环(无限步的循环).【典型例题】类型一：算法的概念例1．下列对算法的理解不正确的是（）A．算法有一个共同特点就是对一类问题都有效（而不是个别问题）B．算法要求一步步执行，且每一步都能得到唯一的结果第五步，再将945乘以11，得到10395，即是最后结果. 算法2：用P 表示被乘数，i 表示乘数. 第一步，使P=1； 第二步，使i=3； 第三步，使P=P ×i ； 第四步，使i=i+2；第五步，若i ≤11，则返回到第三步继续执行；否则算法结束. 类型四：顺序结构的应用例4．设计算法，求两底半径分别为1和4，且高为4的圆台的表面积及体积，并画出程序框图． 【解析】 先求出斜高，再分别求出两个底面面积和侧面面积，则表面积与体积可得． 【答案】 算法如下： 第一步，令r 1=1，r 2=4，h=4； 第二步，计算斜高2221()l r r h =-+；第三步，令211S r π=，222S r π=，312()S r r l π=+；第四步，计算圆台的表面积S=S 1+S 2+S 3，圆台的体积11221()3V S S S S h =++； 第五步，输出S ，V ．该算法的程序框图如图所示．举一反三：【变式1】半径为r 的圆，面积公式为S=πr 2，当r=10时，写出计算圆面积的算法，画出程序框图．【解析】 算法如下：第一步：输入r=10． 第二步：计算S=πr 2． 第三步：输出S ． 程序框图如图所示．【总结升华】本题主要考查算法结构中的顺序结构．对套用公式型的问题，关键是明确所给公式中变量的个数及数值，以及输入、输出部分的设计．类型五：条件结构的应用例5．已知函数232 1 (0)1 (01)2 (1)x xy x xx x x-<⎧⎪=+≤<⎨⎪+≥⎩，写出求该函数的函数值的算法，并画出程序框图．【解析】该函数是分段函数，因此当给出一个自变量x的值时，需先判断x的范围，然后确定利用哪一段的解析式求函数值．画程序框图时，必须采用条件分支结构，因为函数解析式分了三段，所以需要两个判断框，即进行两次判断．算法如下：第一步，输入x．第二步，如果x＜0，那么使y=2x－1，输出y；否则，执行第三步．第三步，如果0≤x＜1，那么使y=x2+1，输出y；否则，执行第四步．第四步，y=x2+2x第五步，输出y．程序框图如下图所示．【总结升华】凡是必须先根据条件作出判断，然后再决定进行哪一个步骤的问题，在画程序框图时，必须引入判断框，采用条件结构．而像本题求分段函数的函数值的程序框图的画法，如果是分两段的函数，只需引入一个判断框；如果是分三段的函数，需引入两个判断框；分四段的函数需引入三个判断框，依此类推．判断框内的内容是没有固定顺序的．举一反三：【变式1】已知函数1 (0)()0 (0)1 (0)xf x xx->⎧⎪==⎨⎪<⎩，写出求函数()f x的任一函数值的一个算法并画出程序框图．【解析】记y=f (x)．算法：第一步：输入x．第二步：如果x ＞0，那么使y=－1；如果x=0，那么使y=0；如果x ＜0，那么使y=1． 第三步：输出函数值y ． 程序框图如下图所示．【变式2】设计算法判断一元二次方程02=++c bx ax 是否有实数根，并画出相应程序框图． 【解析】算法步骤如下：第一步：输入一元二次方程的系数：a ，b ，c ； 第二步：计算Δac b 42-=的值；第三步：判断Δ≥0是否成立．若Δ≥0成立，输出“方程有实根”；否则输出“方程无实根”．结束算法．相应的程序框图如图．类型六：循环结构的应用例6．设计算法输出1000以内能被3和5整除的所有正整数，画出程序框图．【解析】本题是计数型循环结构，凡被3和5整除的正整数都是15的倍数，而1000=15×66+10，因此1000以内一共有66个这样的正整数，引入变量a 表示输出的数，引入计数变量n ，n 可以从1～66，反复输出a ，就能输出1000以内的所有能被3和5整除的正整数． 算法如下： S1：n=1；S2：若n ≤66，则执行S3，否则执行S6； S3：a=15n ； S4：输出a ：YN结 束开始输入△≥0输出无实根输出有实根△=b 2－4acS5：n=n+1，返回S2；S6：结束．程序框图如下图所示：【总结升华】（1）本题中描述算法的结构中反复执行的第③部分称为循环体．（2）变量n控制循环的开始和结束，称为循环变量．（3）第①部分是赋予循环变量的初始值，预示循环开始．（4）第②部分判断是否继续执行循环体，称为循环终止条件．举一反三：【变式1】画出计算111135999++++L的值的一个程序框图．【解析】所求程序框图如下图所示类型七：三种结构的综合应用例7．以下是某次考试中某班15名同学的数学成绩：72，91，58，63，84，88，90，55，61，73，64，77，82，94，60．要求将80分以上的同学的平均分求出来并画出程序框图．【解析】 用条件分支结构来判断成绩是否高于80分，用循环结构控制输入的次数，同时引进两个累加变量，分别计算高于80分的成绩的总和和人数． 程序框图如图所示．【总结升华】 对于此类要求把所给的多个数据逐一检验是否满足条件的问题，可采用条件结构和循环结构相结合的算法．举一反三：【变式1】已知函数2log ,2,2, 2.x x y x x ≥⎧=⎨-<⎩下图表示的是给定x 的值，求其对应的函数值y 的程序框图，①处应填写__________；②处应填写__________．【答案】2x <；2log y x =【解析】分段函数2log ,2,2,2x x y x x ≥⎧=⎨-<⎩中x 的范围对应程序框图中的判断条件，填2x <；解析式对应赋值框的内容，填2log y x =．【变式2】先看一个小材料：1+2+3+…+（ ）＞10000，这个问题的答案不唯一，只要确定出满足条件的最小正整数n 0，括号内填写的数字只要大于或等于n 0即可．写出寻找满足条件的最小正整数n 0的算法，并画出相应的程序框图．【解析】算法：第一步：取n 的值等于1． 第二步：计算(1)2n n S +=． 第三步：如果S 的值大于10000，那么n 即为所求；否则，让n 的值增加1，然后转到第二步重复操作．根据以上的操作步骤，画出程序框图如下图所示类型八：利用算法和程序框图解决实际问题例8．北京获得了2008年第29届奥运会主办权．你知道在申办奥运会的最后阶段，国际奥委会是如何通过投票决定主办权归属的吗？对选出的5个申办城市进行表决的操作程序是：首先进行第一轮投票，如果有一个城市得票超过总票数的一半，那么该城市就获得主办权；如果所有申办城市得票数都不超过总票数的一半，则将得票最少的城市淘汰，然后重复上述过程，直到选出一个申办城市为止．试画出该过程的程序框图．【解析】 本题为算法中与现实生活相联系的题目，从选举的方法看，应选择循环结构来描述算法． 如图所示：【总结升华】解决与现实相关的问题时首先要理清题意，此循环结构中对用哪一个步骤控制循环，哪一个步骤作为循环体，要有清晰的思路．举一反三：【变式1】儿童乘坐火车时，若身高不超过1.1 m，则无需购票；若身高超过1.1 m，但不超过1.4 m，可买半票；若超过1.4 m，应买全票，请设计一个算法，并画出程序框图．【解析】根据题意，该题的算法中应用条件结构，首先以身高为标准，分成买和免票，在买票中再分出半票和全票．买票的算法步骤如下：第一步：测量儿童身高h．第二步：如果h≤1.1 m，那么免费乘车，否则若h≤1.4 m，则买半票，否则买全票．程序框图如下图所示．【总结升华】本题的程序框图中有两个判断点，一个是以1.1 m为判断点，1.1 m把身高分为两段，在大于1.1 m的一段中，1.4 m又将其分两段，因此1.4 m这个判断是套在1.1 m的判断里的．所以我们用到两个条件结构．A．顺序结构是由若干个依次执行的步骤组成的，每一个算法都离不开顺序结构B．循环结构是在一些算法中从某处开始，按照一定的条件，反复执行某些步骤，所以循环结构中一定包含条件结构C．循环结构中不一定包含条件结构D．用程序框图表示算法，使之更加直观形象，容易理解6.如下图所示，程序框图（算法流程图）的输出结果是.7.阅读下图所示的程序框图，运行相应的程序，输出的i值等于（）A．2 B．3 C．4 D．58．给出一个算法的程序框图如下图所示，该程序框图的功能是（）A．求出a，b，c三数中的最大数B．求出a，b，c三数中的最小数C．将a，b，c从小到大排列D．将a，b，c从大到小排列9．如图所示是求小于等于1000的所有正偶数的和的程序框图，则空白处①应为；②应为．10．阅读下图（左）的程序框图，若输入m=4，n=6，则输出a=________，i=________．l ，m=3，n=5，则输出的y的值是________．11．执行如上图（右）所示的程序框图，输入212．下图中的程序框图能判断任意输入的数x的奇偶性，其中判断框内的条件是________．13．函数1 (0)0 (0)3 (0)x xy xx x-+>⎧⎪==⎨⎪+<⎩，'写出求其函数值的算法．14．某工厂2009年生产小轿车200万辆，技术革新后预计每年的生产能力比上一年增加5%，问最早哪一年该厂生产的小轿车数量超过300万辆？写出解决该问题的一个算法，并画出相应的程序框图．15．电脑游戏中，“主角”的生命机会往往被预先设定．如在某枪战游戏中，“主角”被设定生命机会5次，每次生命承受射击8枪（被击中8枪则失去一次生命机会）．假设射击过程均为单发发射，试为“主角”耗用生命机会的过程设计一个程序框图．13．【解析】算法如下：第一步，输入x；第二步，若x＞0，则令y=－x+1，否则执行第三步；第三步，若x=0，则令y=0，否则执行第四步；第四步，y=x+3；第五步，输出y．14．【解析】由题意，2009年的年产量为200万辆，以后每年的年产量都等于前一年的年产量乘（1+5%），考虑利用循环结构设计算法．算法如下：第一步，令n=0，a=200，r=0.05．第二步，T=ar（计算年增量）．第三步，a=a+T（计算年产量）．第四步，如果a≤300，那么n=n+1，返回重复执行第二步，第三步，第四步；否则执行第五步．第五步，N=2009+n．第六步，输出N．程序框图如下图所示．15．【解析】解法1：“主角”所有生命共能承受40枪，设“主角”被击中的枪数为i，程序框图如图（左）．解法2：电脑预存共承受枪数40，“主角”的生命机会以“减数”计算，程序框图如图（右）．。

1.1.2程序框图
教学过程：
一、复习回顾
1、算法的概念：算法是解决某个特定问题的一种方法或一个有限过程。

2、算法的描述
（1）自然语言
（2）形式语言
（3）框图
二、程序框图的概念
1、通过例子：对任意三个实数a、b、c求出最大值。

写出算法（两种方法）
2、程序框图也叫流程图，是人们将思考的过程和工作的顺序进行分析、整理，用规定
的文字、符号、图形的组合加以直观描述的方法
3、程序框图的基本符号
起止框
输入输出框
处理框
判断框
连接点
循环框
用带有箭头的流程线连接图形符号
注释框
三、读图
例 1、读如下框图分析此算法的功能
四、画流程图的基本规则
1、使用标准的框图符号
2、从上倒下、从左到右
3、开始符号只有一个退出点，结束符号只有一个进入点，判断符号允许有多个退出点
4、判断可以是两分支结构，也可以是多分支结构
5、语言简练
6、循环框可以被替代
五、例子
1、输入3个实数按从大到小的次序排序
2、用二分法求方程的近似解
课堂练习：第10页，练习A,练习B
小结：本节介绍程序框图的概念，学习了画程序框图的规则
课后作业：第19页，习题1-1A第1、2题。

1.1.2 程序框图与算法的基本结构第2课时一、教学目标1．核心素养:在学习程序框图的概念与理解算法的三种基本逻辑结构的过程中，提升学生的数学建模、数学运算、逻辑推理与数据分析能力．2．学习目标（1）能熟练运用算法的顺序结构、条件结构基础上，掌握算法的循环结构；（2）熟练画程序框图的基本规则，通过模仿、操作、探索，经历通过设计程序框图表达解决问题的过程，能够灵活、正确地画出程序框图．3．学习重点循环结构的识别和运用．4．学习难点设计具体问题算法时当型和直到型循环结构的应用．二、教学设计（一）课前设计1．预习任务任务1 阅读教材P12－P19，思考：（1）算法的循环结构是怎样的结构？它有哪两种基本类型？（2）什么是循环体？判断框在循环结构中的作用是什么？任务2 举一个循环结构的例子，并分别用当型循环结构和直到型循环结构画出程序框图．2．预习自测1．下列关于基本逻辑结构的说法中正确的是( )A．一个算法一定含有顺序结构B．一个算法一定含有分支结构C．一个算法一定含有循环结构D．以上说法均不对解：A3．下列程序框图是循环结构的是( )解：C（二）课堂设计1．知识回顾(1)算法的顺序结构：由若干个依次执行的程序框组成的逻辑结构，是任何一个算法都含有的基本结构．如图所示(2)算法的条件结构：算法的流程根据条件是否成立有不同的流向，这种处理算法的结构称为条件结构．如图①②所示．在利用条件结构画程序框图时要注意两点：一是需要判断的条件是什么，二是条件判断后分别对应着什么样的结果．2．问题探究问题探究一什么是算法的循环结构？●活动一初步认识循环结构引例(1)某程序框图如图①所示，该程序运行后输出的k的值是( )A．4 B．5 C．6 D．7(2)如图②是一个算法的程序框图，该算法所输出的结果是( )A．12B．23C．34D．45详解：(1)当k＝0时，S＝0⇒S＝1⇒k＝1，当S＝1时，S＝1＋21＝3⇒k＝2，当S＝3时，S＝3＋23＝11<100⇒k＝3，当S＝11时，S＝11＋211>100，k＝4，故k＝4.(2)运行第一次的结果为110=122n=+⨯；第二次112=2233n=+⨯；第三次213=3344 n=+⨯.此时i＝4程序终止，即输出3 =4 n.问题：以上两个程序框图中除了含有我们前面学的顺序结构和条件结构外，有什么不一样的结构，这种结构有什么特点？●活动二什么是循环结构(1)概念：在一些算法中，经常会出现从某处开始，按照一定的条件反复执行某些步骤的情况，这就是循环结构，反复执行的步骤称为循环体．(2)可以用如图①②所示的程序框图表示．直到型循环结构：如图①所示，其特征是：在执行了一次循环体后，对条件进行判断，如果条件不成立，就继续执行循环体，直到条件成立时终止循环．当型循环结构：如图②所示，其特征是：在每次执行循环体前，对条件进行判断，当条件成立时，执行循环体，否则终止循环．点拔：循环结构中必须包含条件结构，以保证在适当的时候终止循环，实质上是判断和处理的结合，可以先判断，再处理，此时是当型循环结构；也可以先处理再判断，此时是直到型循环结构.循环结构中常用的几个变量：计数变量：即计数器，用来记录执行循环体的次数，如i＝i＋1，n＝n＋1.累加变量：即累加器，用来计算数据之和，如S＝S＋i.累乘变量：即累乘器，用来计算数据之积，如P＝P*i.在程序框图中，一般要根据实际情况先给这些变量赋初始值.一般情况下，计数变量的初始值为1，累加变量的初始值为0，累乘变量的初始值为1．问题探究二循环结构在设计具体算法中的应用●活动一初步应用循环结构设计算法程序框图例1设计求1＋3＋5＋7＋…＋99的算法，并画出相应的程序框图．【知识点：算法的循环结构；数学思想：演绎推理】分析：可设置一个循环结构来实现连加，注意循环的次数和累加变量的取值．详解：直到型算法如下：第一步，S＝0.第二步，i＝1.第三步，S＝S＋i.第四步，i＝i＋2.第五步，若i不大于99，则返回重新执行第三步、第四步、第五步，否则执行第六步．第六步，输出S值．程序框图如图所示．当型循环算法如下：第一步，S＝0.第二步，i＝1.第三步，当i≤99时，转第四步，否则输出S.第四步，S＝S＋i.第五步，i＝i＋2，并转入第三步．相应程序框图如图所示．点拨：直到型与当型循环的本质区别：直到型循环先执行i＝i＋2，再判断“i>99？”，若不满足则进入循环，直到满足才输出S；而当型循环先判断“i≤99？”，若满足，则使i＝i＋2，直到条件i≤99不成立才结束循环，输出S，即直到型循环先循环，再判断，直到满足条件结束循环；而当型循环是先判断是否满足条件，若满足，则循环，直到不满足条件才终止循环．●活动二算法循环结构的应用例2 画出1×2×3×……×100的程序框图．【知识点：算法的循环结构；数学思想：演绎推理】详解：程序框图如图所示．点拨：关于计数变量与累加变量一般地，循环结构中都有一个计数变量和累加变量：计数变量用于记录循环次数，同时它的取值还用于判断循环是否终止；累加变量用于表示每一步的计算结果．计数变量和累加变量一般是同步执行的，累加一次，计数一次．问题探究三当型循环结构与直到型循环结构的区别与联系●活动一当型循环结构与直到型循环结构的区别与联系(1)联系①当型循环结构与直到型循环结构可以相互转化；②循环结构中必然包含条件结构，以保证在适当的时候终止循环；③循环结构只有一个入口和一个出口；④循环结构内不能存在死循环，即不存在无终止的循环．(2)区别直到型循环结构是先执行一次循环体，然后再判断是否继续执行循环体，当型循环结构是先判断是否执行循环体；直到型循环结构是在条件不满足时执行循环体，当型循环结构是在条件满足时执行循环体．要掌握这两种循环结构，必须抓住它们的区别．3．课堂总结【知识梳理】在一些算法中，经常会出现从某处开始，按照一定的条件反复执行某些步骤的情况，这就是循环结构，反复执行的步骤称为循环体．直到型循环结构：如图①所示，其特征是：在执行了一次循环体后，对条件进行判断，如果条件不成立，就继续执行循环体，直到条件成立时终止循环．当型循环结构：如图②所示，其特征是：在每次执行循环体前，对条件进行判断，当条件成立时，执行循环体，否则终止循环．【重难点突破】画循环结构程序框图的三要素(1)循环变量：一般分为累计变量和计数变量，应明确它的初始值、步长(指循环变量每次增加的量)、终值．(2)循环体：也称循环表达式，它是算法中反复执行的部分．(3)循环的中止条件：程序框图中用一个判断框来表示，用它判断是否继续执行循环体．4．随堂检测1．下列说法不正确的是( )A．顺序结构是由若干个依次执行的处理步骤组成的，每一个算法都离不开顺序结构B．循环结构中一定包含条件结构C．循环结构中不一定包含条件结构D．循环结构中反复执行的步骤叫做循环体【知识点：算法的循环结构】解：C2．如图所示的程序框图中，循环体是( )A．①B．②C．③D．②③【知识点：算法的循环结构】解：B3．如图所示是一个循环结构的算法，下列说法不正确的是( )A．①是循环变量初始化，循环就要开始B．②为循环体C．③是判断是否继续循环的终止条件D．①可以省略不写【知识点：算法的循环结构；数学思想：演绎推理】解：D ①②③都是循环结构中必须具备的．4．阅读程序框图，运行相应程序，则输出S的值为( )A ．－1B ．0C ．1D ．3【知识点：算法的循环结构；数学思想：演绎推理】解：B（三）课后作业基础型 自主突破1．已知某程序框图如图所示,则执行该程序后输出的结果是()A ．2B ．1C ．12D ．14【知识点：算法的逻辑结构；数学思想：演绎推理】解：C 执行该程序由周期性知选C2．如图所示，程序框图所进行的求和运算是( )A ．11112310++++…B ．11113519++++…C ．111124620++++…D ．231011112222++++…【知识点：算法的逻辑结构；数学思想：演绎推理】解：C3．执行如图所示的程序框图，若输出i 的值为2，则输入x 的最大值是()A ．5B ．6C ．11D ．22解：选D 执行该程序可知1321(1)2322xx ⎧-⎪⎪⎨⎪--⎪⎩＞，≤，解得822x x ⎧⎨⎩＞≤即8<x ≤22，所以输入x 的最大值是22.4．执行如图所示的程序框图，则输出的结果是()A ．1B ．43 C ．54D ．2 【知识点：算法的逻辑结构；数学思想：演绎推理】解：选A.S ＝0，n ＝2；23+14430333n M S log ＝，＝＝，＝＋；2225455log log log 4343n M S +=＝4，＝，＝； 2226565log log lo 1352g 5n Q M S +==∈＝，＝，＝，故输出的S ＝1.5．阅读如图所示的程序框图，运行相应的程序，则输出的结果为()A ．2B ．1C ．0D ．－1解：选C.由框图知，第1次循环，S ＝0＋cos 2π＝0，i ＝2；第2次循环，S ＝0＋cos π＝－1，i ＝3； 第3次循环，S ＝－1＋3cos2π＝－1，i ＝4； 第4次循环，S ＝－1＋cos 2π＝0，i ＝5； 第5次循环，S ＝0＋5cos2π＝0，i ＝6>5. 此时结束循环，输出S ＝0. 能力型 师生共研6．某同学设计的程序框图如图所示，用以计算和式12＋22＋32＋…＋202的值，则在判断框中应填写( )A ．i ≤19B ．i ≥19C ．i ＞21D ．i ＜21【知识点：算法的逻辑结构；数学思想：演绎推理】解：D 该程序框图中含有当型循环结构，判断框内的条件不成立时循环终止．由于是当i ＝21时开始终止循环，则在判断框中应填写i ＜21.7．如图，x 1，x 2，x 3为某次考试三个评阅人对同一道题的独立评分，p 为该题的最终得分，当x 1＝6，x 2＝9，p ＝8.5时，x 3等于( )A ．11B ．8.5C ．8D ．7 【知识点： 算法的逻辑结构；数学思想：演绎推理】解：选C.由程序框图可知，若x 3＝11，则|x 3－x 1|＜|x 3－x 2|不成立， 于是119102p +==， 所以选项A 不正确；若x 3＝8.5，则|x 3－x 1|＜|x 3－x 2|不成立， 于是8.598.752p +==， 所以选项B 不正确；若x 3＝8，则|x 3－x 1|＜|x 3－x 2|不成立， 于是898.52p +==， 所以选项C 正确；若x 3＝7，则|x 3－x 1|＜|x 3－x 2|成立， 于是676.52p +==， 所以选项D 不正确．8．关于函数(),14cos ,11x x f x x x -⎧⎨-⎩＜≤，＝≤≤的程序框图如图所示，现输入区间[a ，b ]，则输出的区间是________．【知识点： 算法的逻辑结构；数学思想：演绎推理】解：[0，1] 由程序框图的第一个判断条件为f (x )>0，当f (x )＝cos x ，x ∈[－1，1]时满足，然后进入第二个判断框，需要解不等式f ′(x )＝－sin x ≤0，即0≤x ≤1.故输出区间为[0，1]． 9．某程序框图如图所示，则该程序运行后输出的S 的值为________．【知识点： 算法的逻辑结构；数学思想：演绎推理】解：依题意得，运行程序后输出的是数列{a n }的第2 017项，其中数列{a n }满足：a 1＝1，12,11, 1.8n n n n n a a a a a +⎧⎪⎨⎪⎩＜，＝≥注意到234561111,,,1,8428a a a a a =====，…，该数列中的项以4为周期重复性地出现，且2 017＝4×504＋1，因此a 2 017＝a 1＝1，运行程序后输出的S 的值为1. 探究型 多维突破10．已知某算法的程序框图如图所示，若将输出的(x ，y )值依次记为(x 1，y 1)，(x 2，y 2)，…，(x n ，y n )，…(1)若程序运行中输出的一个数组是(9，t )，求t 的值； (2)程序结束时，共输出(x ，y )的组数为多少？【知识点： 算法的逻辑结构；数学思想：演绎推理】解：(1)由程序框图知，当x ＝1时，y ＝0，当x ＝3时，y ＝－2；当x ＝9时，y ＝－4，所以t ＝－4.(2)当n ＝1时，输出一对，当n ＝3时，又输出一对，…，当n ＝2 015时，输出最后一对，共输出(x ，y )的组数为1 008.11．已知数列{a n }的各项均为正数，观察程序框图，若k ＝5，k ＝10时，分别有511S =和1011S =.(1)试求数列{a n }的通项；(2)令b n ＝2a n ，求b 1＋b 2＋…＋b m 的值．【知识点：算法的逻辑结构；数学思想：演绎推理】 解：由框图可知12231111,k k S a a a a a a +=+++…∵数列{a n } 是等差数列，设公差为d ，则有111111()k k k k a a d a a ++=- ∴1223111111111111()()k k k k S d a a a a a a d a a ++=-+-++-=-…，(1)由题意可知， k ＝5时，S ＝511；k ＝10时，S ＝1021. ∴111161111021111511d a a d a a ⎧⎛⎫-=⎪ ⎪⎪⎝⎭⎨⎛⎫⎪-= ⎪⎪⎝⎭⎩， 解得112a d =⎧⎨=⎩或112a d =-⎧⎨=-⎩(舍去)．故a n ＝a 1＋(n －1)d ＝2n －1. (2)由(1)可得：b n ＝2a n ＝22n －1， ∴b 1＋b 2＋…＋b m ＝21＋23＋…＋22m －12(14)2(41).143m m-==--自助餐1．读图所示的程序框图，运行相应的程序，输出的结果是()A ．2B ．4C ．8D ．16 【知识点：算法的逻辑结构；数学思想：演绎推理】 解：C 输入S ＝2，n ＝1； 当n ＝1时，1112S ==--；当n ＝2时，111(1)2S ==--；当n ＝4时，12112S ==-，n ＝8.符合条件，故输出8.2．若执行如图所示的程序框图，则输出的k 值是()A ．4B ．5C ．6D ．7 【知识点：算法的逻辑结构；数学思想：演绎推理】解：选A.由题知n ＝3，k ＝0；n ＝10，k ＝1；n ＝5，k ＝2；n ＝16，k ＝3；n ＝8，k ＝4，满足判断条件，输出的k ＝4.3．在如图所示的程序框图中，输入A ＝192，B ＝22，则输出的结果是()A ．0B ．2C ．4D ．6 【知识点：算法的逻辑结构；数学思想：演绎推理】解：选B.输入后依次得到：C ＝16，A ＝22，B ＝16；C ＝6，A ＝16，B ＝6；C ＝4，A ＝6，B ＝4；C ＝2，A ＝4，B ＝2；C ＝0，A ＝2，B ＝0.故输出的结果为2.4．某程序框图如图所示，若该程序运行后输出的值是95，则( )A ．a ＝4B ．a ＝5C ．a ＝6D ．a ＝7 【知识点：算法的逻辑结构；数学思想：演绎推理】 解：选 A.该程序框图的功能为计算1111121223(1)1a a a ++++=-⨯⨯⨯++…的值，由已知输出的值为95，可知当a ＝4时，19215a -=+，故选A. 5．若执行如图所示的程序框图，则输出的k 值是( )A ．4B ．5C ．6D ．7 【知识点：算法的逻辑结构；数学思想：演绎推理】解：选A.由题知n ＝3，k ＝0；n ＝10，k ＝1；n ＝5，k ＝2；n ＝16，k ＝3；n ＝8，k ＝4，满足判断条件，输出的k ＝4.6. 若右面的程序框图输出的S 是126，则①应为( )A ．n ≤5?B ．n ≤6?C ．n ≤7?D ．n ≤8?【知识点：算法的逻辑结构；数学思想：演绎推理】解：B 即21＋22＋ (2)＝126，∴2(12)12612n -=-. ∴2n ＝64，即n ＝6.n ＝7应是第一次不满足条件，故选B.7．执行如图所示的程序框图，如果输入的N 是5，那么输出的S 是________．【知识点：算法的逻辑结构；数学思想：演绎推理】1=(k∈N *)的前5项和，所以1) 1.S =++++= 8．如图所示，程序框图中输出S 的值为__________.【知识点：算法的逻辑结构；数学思想：演绎推理】解：94 该程序框图的运行过程是：i＝1，S＝1i＝1＋1＝2S＝2×(1＋1)＝4i＝2＞5不成立i＝2＋1＝3S＝2×(4＋1)＝10i＝3＞5不成立i＝3＋1＝4S＝2×(10＋1)＝22i＝4＞5不成立i＝4＋1＝5S＝2×(22＋1)＝46i＝5＞5不成立i＝5＋1＝6S＝2×(46＋1)＝94i＝6＞5成立输出S＝94.9．设计程序框图，计算1×2×3×4×…×n的值.【知识点：算法的逻辑结构；数学思想：演绎推理】解：程序框图(1)，含有当型循环结构，如图(1)所示：程序框图(2)，含有直到型循环结构，如图(2)所示：10．画出计算1＋12＋13＋…＋1999的值的一个程序框图.【知识点：算法的逻辑结构；数学思想：演绎推理】解：点拔：观察特征→确定算法结构→引入变量→确定循环体→画程序框图解：程序框图如下：方法一：当型循环结构方法二：直到型循环结构。

算法与程序框图教案第一章 算法初步§1.1 算法与程序框图【入门向导】“孙子问题”最早出现在我国《算经十书》之一的《孙子算经》中．其原文是：“今有物不知其数，三三数之剩二，五五数之剩三，七七数之剩二．问物几何？答曰：二十三”．意思是说：今有一些事物，不知道它的数目，三个三个地数它们剩余二个，五个五个地数它们剩余三个，七个七个地数它们剩余二个，问这些事物的数目是多少？“孙子问题”相当于求关于x ，y ，z 的不定方程组⎩⎪⎨⎪⎧ m ＝3x ＋2m ＝5y ＋3m ＝7z ＋2的正整数解．《孙子算经》中给出了具体的解法，其步骤是：选定5×7的一个倍数，被3除余1，即70；选定3×7的一个倍数，被5除余1，即21；选定3×5的一个倍数，被7除余1，即15.然后按下式计算：m ＝70×2＋21×3＋15×2－105P .式中105为3,5,7的最小公倍数，P 为适当的整数，使得0<m ≤105，这里取P ＝2.你能想出一种算法，利用计算机来解决上述问题吗？1．对算法含义的理解(1)算法是机械的算法的设计要“面面俱到”不能省略任何一个小小的步骤，有时可能要进行大量重复计算，但只要按步骤一步一步地执行，总能得到结果．算法的这种机械化的特点，在设计出算法后，便于把具体过程交给计算机去完成．(2)算法是普遍存在的实际上处理任何问题都需要算法，如国际象棋的棋谱、走法、胜负的评判标准，邮寄物品的相关手续，求一个二元一次方程组的解等等．(3)求解某个具体问题的算法一般是不唯一的算法实际上是解决问题的步骤和方法，求解问题的出发点不同，就会得到不同的算法．如求二元一次方程组的解有代入消元法和加减消元法，但不同的算法可能会有“优劣”之分．例1 早上从起床到出门需要洗脸刷牙(5 min)、刷水壶(2 min)、烧水(8 min)、泡面(3 min)、吃饭(10 min)、听广播(8 min)几个步骤．从下列选项中选出最好的一种流程( )A ．1.洗脸刷牙、2.刷水壶、3.烧水、4.泡面、5.吃饭、6.听广播B ．1.刷水壶、2.烧水同时洗脸刷牙、3.泡面、4.吃饭、5.听广播C ．1.刷水壶、2.烧水同时洗脸刷牙、3.泡面、4.吃饭同时听广播D ．1.吃饭同时听广播、2.泡面、3.烧水同时洗脸刷牙、4.刷水壶分析 处理问题的算法要求能够一步一步地执行，好的算法还要花费时间少．解析 A 中洗脸刷牙可以在烧水的过程中进行，听广播可以和吃饭同时进行；D 中吃饭要在刷水壶、烧水、泡面之后．答案 C2．算法与数学问题解法的区别与联系(1)联系算法与解法是一般与特殊的关系，也是抽象与具体的关系．如教材中由具体的二元一次方程组的求解过程(解法)出发，归纳出了二元一次方程组求解的步骤；同时指出，这样的求解步骤也适合有限制条件的二元一次方程组，这些步骤就构成了二元一次方程组的算法．算法的获得要借助一般意义上具体问题的求解方法，而任何一个具体问题都可利用这类问题的一般算法解决．(2)区别算法是解决某一类问题所需要的程序和步骤的统称，也可理解为数学中的“通法通解”；而解法是解决某一个具体问题的过程和步骤，是具体的解题过程．例2 给出求解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x ＋y ＝7. ①4x ＋5y ＝11 ②的一个算法． 解 方法一 (消元法)S1 ②－①×2，得3y ＝－3，③S2 解③得y ＝－1；④S3 将④代入①，得x ＝4；S4 输出x ＝4，y ＝－1.方法二 (公式法)S1 计算D ＝2×5－4×1＝6；S2 因为D ＝6，所以x ＝5×7－11×16＝4，y ＝11×2－7×46＝－1； S3 输出x ＝4，y ＝－1.点评 本题中的方法二，直接利用高斯消去法的算法步骤，显得更为简捷．3．程序框图(1)与自然语言相比用程序框图表示算法的优越性用自然语言表示算法的步骤有明确的顺序性，但在处理条件结构或循环结构这样的问题时比较困难，不够直观、准确．程序框图是表示算法的另一种形式，它的结构清晰，步骤准确，有时能解决自然语言不易表达的问题．(2)画程序框图的规则画程序框图的规则应是大家共同遵守的一些规则，目的是为了使大家彼此之间能读懂各自画的框图．①使用标准的框图符号；②框图一般按从上到下，从左到右的方向来画；③除判断框外，大多数框图符号只有一个进入点和一个退出点，判断框是唯一具有超过一个退出点的符号；④在图形符号内描述语言要简练、清楚．例3已知圆的半径，设计一个算法求圆的周长和面积的近似值，并用程序框图表示．分析解答本题可由圆的周长公式和面积公式直接求解，其中圆的半径可由算法输入．解算法设计：S1输入圆的半径R.S2计算L＝2πR.S3计算S＝πR2.S4输出L和S.程序框图：1．算法的确定性理解不到位例1求2＋4＋6＋8＋…＋100的算法．错解算法：S1计算2＋4＋6＋8＋ (100)S2输出第一步中的结果．错解辨析对于连加连乘的问题，不能直接得到答案，应当逐步进行.正解算法：S1计算2＋4得到6；S2将第一步的结果与6相加得到12；S3将第二步的结果与8相加得到20；S4如此继续下去，一直加到100；S5输出运算结果．2．程序框图中循环结构功能、条件出错例2 如图所示是某一算法的程序框图，根据该框图指出这一算法的功能．错解 求S ＝12＋14＋16＋18＋110的值． 正解 在该程序框图中，S 与n 为两个累加变量，k 为计数变量，所以该算法的功能是求12＋14＋16＋…＋120的值.1．按部就班法此法是基本方法，要求按问题的解题步骤“按部就班”地做，每一步都有唯一的结果，且在有限步之后得出结果． 例1 写出作∠ABC 的平分线的一个算法．分析 解决这个问题，只需按作图方法“按部就班”地设计算法．解 S1 以B 为圆心，以任意长为半径画弧，与边BA 交于M 点，与边BC 交于N 点．S2 以M 为圆心，以大于12MN 的长d 为半径画弧．S3 以N 为圆心，以大于12MN 的长d 为半径画弧．S4 取第二、三两步所得的弧的交点P .S5 过B ，P 作射线BP ，射线BP 即为∠ABC 的平分线．2．公式法利用现有公式解决问题是设计算法的重要思路．例2 计算上底为2，下底为4，高为5的梯形的面积．分析 根据梯形的面积公式S ＝12(a ＋b )h .其中a 是上底，b 是下底，h 是高，只需令a＝2，b＝4，h＝5，代入公式即可．解算法如下：S1a＝2，b＝4，h＝5；S2S＝12(a＋b)h；S3输出S.3．循环法有些问题需要重复计算，而这正是计算机的强项，因此我们可以利用循环来实现．例3设计出一个求23＋43＋63＋…＋603的算法．解S1p＝0，i＝2.S2p＝p＋i3.S3i＝i＋2.S4如果i＞60，算法结束，否则，返回第二步．S5输出p.1．抓特征组成任何一个程序框图的三要素是“四框”、“一线”加“文字说明”．“四框”即起、止框、输入(出)框、处理框、判断框．“一线”即流程线，任意两个程序框之间都存在流程线．“文字说明”即在框图内加以说明的文字、算式等，这是每个框图不可缺少的内容．2．明规则程序框图的画法规则是：①用标准，即使用标准的图形符号；②按顺序，即框图一般按照从上到下、从左到右的顺序画；③看出入，即大多数程序框只有一个入口和一个出口，判断框是唯一具有两个出口的图框，条件分支结构中要在出口处标明“是”或“否”；④明循环，即循环结构要注意变量的初始值及循环终止条件；⑤辨流向，即流程线的箭头表示执行的方向，不可缺少；⑥简说明，即在程序框内的描述语言要简练清晰．3．依步骤画程序框图的总体步骤是：第一步，先设计算法，因为算法的设计是画程序框图的基础，所以在画程序框图前，首先应在稿纸上写出相应的算法步骤，并分析算法需要哪些基本逻辑结构；第二步，再把算法步骤转化为对应的程序框图，在这种转化过程中往往需要考虑很多细节，是一个将算法“细化”的过程．例4某商场进行优惠促销：若购物金额x在500元以上(不包括500元)，则全部货款打8折；若购物金额x在300元以上(不包括300元)500元以下(包括500元)，则全部货款打9折；否则，不打折．画出程序框图，要求输入购物金额x元，能输出实际交款额．分析由题意，实际交款额y与购物金额x之间的函数关系是y＝⎩⎪⎨⎪⎧ x ， 0≤x ≤300，0.9x ，300＜x ≤500，0.8x ，x ＞500.因为它需对x 进行三次判断，所以算法含有两个条件结构，写出算法步骤如下．解 算法如下：S1 输入购物金额x .S2 判断x ≤300是否成立．若是，则y ＝x ，执行第四步；否则，进入第三步．S3 判断x ≤500是否成立．若是，则y ＝0.9x ；否则，y ＝0.8x .S4 输出y ，算法结束．画法步骤 ①画顺序结构图，即起、止框及输入框，并且流程线连接(如图中①)；②画条件结构图，即画判断框，里面填写“x ≤300”(如图中②)．对于“是”画处理框并填入“y ＝x ”，对于“否”流向下一个判断框；③再画条件结构图，即画判断框，里面填写“x ≤500”对于“是”画处理框并填入“y ＝0.9x ”，对于“否”画处理框并填入“y ＝0.8x ”(如图中③)；④画一个总的输出框并输出y ，以及起、止框表示算法结束(如图中④)．最后，合成整个算法程序框图.1．(天津)阅读下边的程序框图，运行相应的程序，则输出i 的值为( )A ．3B ．4C ．5D ．6解析 i ＝1时，a ＝2；i ＝2时，a ＝5；i ＝3时，a ＝16；当i ＝4时，a ＝65>50.即条件a >50成立，所以输出的i 的值为4.答案 B2．(湖南)若执行如图所示的程序框图，输入x 1＝1，x 2＝2，x 3＝3，x ＝2，则输出的数等于______．解析 由框图的算法功能可知，输出的数为：S ＝(1－2)2＋(2－2)2＋(3－2)23＝23.答案 233．(日照模拟)执行下边的程序框图，输出的T ＝________.解析 按照程序框图依次执行为S ＝5，n ＝2，T ＝2；S ＝10，n ＝4，T ＝2＋4＝6；S ＝15，n ＝6，T ＝6＋6＝12；S ＝20，n ＝8，T ＝12＋8＝20；S ＝25，n ＝10，T ＝20＋10＝30>S ，输出T ＝30.答案 304．(威海调研)某算法的程序框图如图所示，则输出量y 与输入量x 满足的关系式是__________．解析 由题意知，该程序框图表达的是一个分段函数y ＝⎩⎪⎨⎪⎧2x ， x ≤1，x －2，x >1. 答案 y ＝⎩⎪⎨⎪⎧2x ， x ≤1，x －2，x >1 5．(抚顺模拟)某篮球队6名主力队员在最近三场比赛中投进的三分球个数如下表所示：下图是统计该则图中判断框应填________，输出的s ＝________.解析该程序框图是统计6名队员在最近三场比赛中投进的三分球总数，因此图中判断框应填i≤6，输出的s＝a1＋a2＋…＋a6.答案i≤6a1＋a2＋a3＋a4＋a5＋a6。

算法与程序框图.1请.从下面具体的例子中说明几个基本的程序框和它们各自表示的功能，并把它填在相应的括号内2. 下面程序框图输出的S表示什么？虚线框表示什么结构？3. 下面是描述求一元二次方程ax2+bx+c=0的根的过程的程序框图，请问虚线框内是什么结构？4. 下面循环结构的程序框图中，哪一个是当型循环的程序框图？哪一个是直到型循环的程序框图？（1）（2）：5. 某快递公司规定甲、乙两地之间物品的托运费用根据下列方法计算：f=⎩⎨⎧>⨯-+⨯50≤).50(85.0)50(53.050),(53.0ωωωω其中f（单位：元）为托运费，ω为托运物品的重量（单位：千克），试写出一个计算费用f算法，并画出相应的程序框图.6. 如果学生的成绩大于或等于60分，则输出“及格”，否则输出“不及格”.用程序框图表示这一算法过程.7. 火车站对乘客退票收取一定的费用，具体办法是：按票价每10元（不足10元按10元计算）核收2元；2元以下的票不退.试写出票价为x元的车票退掉后，返还的金额y元的算法的程序框图.8. 画出解不等式ax+b>0（b≠0）的程序框图.参考答案1.一般画成圆角矩形 一般画成画成带箭头的流线处理框(执行框)：赋值、计算2. 求半径为5的圆的面积的算法的程序框图，虚线框是一个顺序结构.3. 虚线框内是一个条件结构.4. （1）当型循环的程序框图（2）直到型循环的程序框图5 . 解：算法：第一步：输入物品重量ω；第二步：如果ω≤50，那么f =0.53ω，否则，f = 50×0.53+（ω－50）×0.85；第三步：输出物品重量ω和托运费f..相应的程序框图.6. 解：. 7. 解：8. 解：。

星火教育一对一辅导教案学生姓名性别年级学科数学授课教师上课时间年月日第（）次课共（）次课课时：2课时教学课题人教版必修3 第一章算法与程序框图同步教案教学目标知识目标：体会算法的思想、了解算法的含义及特点，掌握程序框图与算法的基本逻辑结构。

能力目标：逐步发展学生有条理的思考与表达的能力，提高学生的逻辑思维能力。

情感态度价值观：让学生体会算法在科学技术和社会发展中的重要作用，培养学生刻苦学习，努力拼搏，努力成才的学习积极性。

教学重点与难点程序框图的设计教学过程（一）算法的概念知识梳理1、算法概念：在数学上，现代意义上的“算法”通常是指可以用计算机来解决的某一类问题是程序或步骤，这些程序或步骤必须是明确和有效的，而且能够在有限步之内完成。

2. 算法的特点：(1)有限性：一个算法的步骤序列是有限的，必须在有限操作之后停止，不能是无限的。

(2)确定性：算法中的每一步应该是确定的并且能有效地执行且得到确定的结果.(3)顺序性与正确性：算法从初始步骤开始，分为若干明确的步骤，每一个步骤只能有一个确定的后继步骤，前一步是后一步的前提，只有执行完前一步才能进行下一步，并且每一步都准确无误，才能完成问题。

(4)不唯一性：求解某一个问题的解法不一定是唯一的，对于一个问题可以有不同的算法。

(5)普遍性：很多具体的问题，都可以设计合理的算法去解决，如心算、计算器计算都要经过有限、事先设计好的步骤加以解决。

例题精讲【题型一、算法概念的理解】【例1】下列说法不正确的是（）A.算法就是某个问题的解题过程；B.算法执行后可以产生不同的结果；C.解决某一个具体问题算法不同结果不同；D.算法执行步骤的次数不可以很大，否则无法实施【方法技巧】结合算法的五大特点去理解算法概念；做题时尽量能联想到实际例子。

【题型二、算法设计】【例1】任意给定一个正实数，设计一个算法求以这个数为半径的圆的面积。

【方法技巧】特别注意解决问题的过程一定要分为若干个明确的步骤。

算法与程序框图教学目的：明确算法的含义，熟识算法的三种根本构造。

教学重点：算法的根本学问与算法对应的程序框图的设计.教学难点：与算法对应的程序框图的设计及算法程序的编写.教学过程：1.算法的定义：广义的算法是指完成某项工作的方法和步骤，现代意义的算法是指可以用计算机来解决的某一类问题的程序和步骤，这些程序或步骤必需是明确和有效的，而且可以在有限步之内完成.2.流程图的概念：流程图是用一些规定的图形、指向线及简洁的文字说明来表示算法几程序构造的一种图形程序．它直观、清晰，便于检查和修改.其中，图框表示各种操作的类型，图框中的文字和符号表示操作的内容，带箭头的流程线（指向线）表示操作的先后次序．构成流程图的图形符号及其作用3．标准流程图的表示：①运用标准的框图符号；②框图一般按从上到下、从左到右的方向画，流程线要标准；③除推断框外，大多数框图符号只有一个进入点和一个退出点.④在图形符号内描绘的语言要特别简练、清晰.4、算法的三种根本逻辑构造：课本中例题的讲解得出三种根本逻辑构造：依次构造、条件构造、循环构造（1）依次构造：依次构造描绘的是是最简洁的算法构造，语句与语句之间，框与框之间是按从上到下的依次进展的。

例1：已知一个三角形的三边分别为2、3、4，利用海伦公式设计一个算法，求出它的面积，并画出算法的程序框图。

算法分析：这是一个简洁的问题，只需先算出p的值，再将它代入公式，最终输出结果，只用依次构造就可以表达出算法。

解：程序框图：点评：依次构造是由若干个依次执行的步骤组成的，是任何一个算法都离不开的根本构造。

（2）条件构造：依据条件选择执行不同指令的限制构造。

例2：随意给定3个正实数，设计一个算法，推断分别以这3个数为三边边长的三角形是否存在，画出这个算法的程序框图。

算法分析：推断分别以这3个数为三边边长的三角形是否存在，只需要验收这3个数当中随意两个数的和是否大于第3个数，这就需要用到条件构造。

1.1.1算法基本逻辑结构——循环结构
【教学目标】
1.通过对具体实例的分析和解决，使学生体验算法的思想在生活中的应用，并
由此实例出发，使学生理解循环结构的概念，
2.通过分析两种循环结构的结构差异，准确区分两种循环结构，并能运用两种
循环结构框图解决具体数学问题，从中体会循环结构的三要素，即循环变量初始值，循环体和循环控制条件对循环结构起到的决定性作用
3.情感态度与价值观：通过本节的探究性学习，培养严谨的学习态度以及勇于
探索的学习精神。

【教学重点难点】
教学重点：理解循环结构的概念，并能准确区分两种循环结构，明确循环结构三要素．
教学难点：循环结构三要素的变化对循环过程及结果产生的影响.
【学前准备】：多媒体，预习例题
算法的概念
【教学目标】
（1）了解算法的含义，体会算法的思想；
（2）能够用自然语言叙述算法；
（3）掌握正确的算法应满足的要求；
（4）会写出解线性方程（组）的算法；
（5）会写出一个求有限整数序列中的最大值的算法；
（6）会应用Scilab求解方程组。

【教学重难点】
重点：算法的含义、解二元一次方程组和判断一个数为质数的算法设计。

难点：把自然语言转化为算法语言。

【学前准备】：多媒体，预习例题电脑，计算器，图形计算器。