高一数学 (人教版必修3)：第一章 算法初步

算法案例—辗转相除法－教学设计一、教材分析选自苏教版普通高中课程标准实验教科书必修3第一章第4节。

1、地位作用：与传统教学内容相比，《算法初步》为新增内容，算法是计算机科学的重要基础，从日常生活的电子邮件发送到繁忙的交通管理，从与人们生产、生活息息相关的天气预报到没有硝烟的战争模拟等等都离不开计算机算法。

算法思想已经渗透到社会的方方面面，算法思想也逐渐成为每个现代人应具有的数学素养。

在以前的学习中，虽然没有出现算法这个名词，但实际上在数学教学中已经渗透了大量的算法思想，如四则运算的过程，求解方程的步骤，以及将要学习的数列求和等等，完成这些工作都需要一系列程序化的步骤，这就是算法思想。

本节内容是探究古代算法案例――辗转相除法，巩固算法三种描述性语言（自然语言、流程图和伪代码），提高学生分析和解决问题的能力。

2、教学目标：（1）知识目标：①理解辗转相除法原理；②能用自然语言、流程图和伪代码表达辗转相除法；③能应用迭代算法思想。

（2）能力目标：①培养学生把具体问题抽象转化为算法语言的能力；②培养学生自主探索和合作学习的能力。

（3）情感目标：①使学生进一步了解从具体到抽象，抽象到具体的辨证思想方法，对学生进行辨证唯物主义教育；②创设和谐融洽的教学氛围和阶梯形问题，使学生在活动中获得成功感，从而培养学生热爱数学、积极学习数学、应用数学的热情。

3、教学重点与难点：（1）教学重点：①理解辗转相除法原理；②能用自然语言、流程图和伪代码表达辗转相除法。

（2）教学难点：①理解和区分两种循环结构表达辗转相除法；②能应用迭代算法思想。

二、教法学法1、教法：以问题为载体，有引导的对话，让学生经历知识的形成过程和发展过程，从而突出教学重点，并采用多媒体教学，增加课堂容量，有利于学生活动的充分展开。

2、学法：以观察、讨论、思考、分析、动手操作、自主探索、合作学习多种形式相结合，引导学生多角度、多层面认识事物，突破教学难点。

三、教学过程设计：1、情景设置――感知辗转相除法（发给每位学生一张长为22cm ，宽为6cm 的纸条）【问1】这张长方形的纸，先拿短边往长边上折，得到一个正方形，从长方形上裁掉这个正方形后继续将短边往长边上折，一直到最后剩下来的是正方形为止，最后得到的边长是几的正方形？【师生互动解答】22＝6×3＋4；6 ＝ 4×1＋2；4 ＝ 2×2＋0 ＝> 最后正方形的边长为2cm 。

数学人教B 必修3第一章算法初步知识建构综合应用专题一 算法设计算法的描述可以有不同的方式：可用自然语言或数学语言加以叙述；也可以用高级语言编写程序实现；或可以用框图直观清晰地表达．用自然语言描述算法就是按照一定的顺序、步骤，用我们熟悉的语言形式来加以叙述，只要叙述清楚有条理，别人能看懂即可．它没有严格的语法规则，也没有符号设定，是最简单的一种描述方式．应用根据我国古代流传的天干、地支、属相都可以表示一个人的生日．据你的出生年月，可以知道你是哪个星座．我们知道3月21日到4月19日出生的星座是白羊座，4月20日到5月20日出生的是金牛座，假设其他的星座我们不知道．如：你的出生月日是4月12日，则你就属于“白羊座”．试用算法来解决我们提供的部分星座数据的算法．提示：本题常见错误有比如直接写成：第一步，输入生日的A 月B 日，这样就符合计算机语言的特点，上述操作计算机是无法做到的．只有把输入生日的月日换个思路改写成“月．日”形式(即如“3月21日”写成“3.21”，本题就会迎刃而解．专题二 程序框图及其画法程序框图是算法的一种表达方式，它将算法作出了更直观形象的描述．所采用的符号包括椭圆形框、平行四边形框、矩形框、菱形框、流向线和连接点．只有使用规定图形设计好的程序框图，才可能有好的程序．程序框图一般按照从上到下的执行顺序，但在条件判断或循环判断时根据判断结果与流程线的指向而定，在各图形框内的文字符号描写要简明确切，不能出现两种以上不同的解析，这样，表达的程序结果才会准确．程序框图是程序设计的根本，要理解好程序框图的含义．应用1到银行办理个人异地汇款(不超过100万)时，银行要收取一定的手续费．汇款额不超过100元，收取1元手续费；超过100元但不超过5000元，按汇款额的1%收取；超过5000元，一律收取50元手续费．设计算法，要求输入汇款额x (元)时，输出银行收取的手续费y (元)，画出程序框图．提示：依题意可知y 与x 的关系是y ＝⎩⎪⎨⎪⎧1， 0<x ≤100，0.01x ， 100<x ≤5 000，50， 5 000<x ≤1 000 000，因此可以利用条件分支结构实现算法．应用2某科研所决定拿出一定量的资金对科研人员进行奖励，按照科研成果价值的大小决定奖励前10名，第一名得全部奖金的一半多1万元；第二名得剩余奖金的一半多1万元，第三名再得剩余奖金的一半多一万元，依次类推，到第10名时，只剩下奖金1万元，问科研所总共拿出多少万元作为奖金，试画出程序框图解决这个问题．提示：可设第n 名未拿奖金前的剩余奖金金额为S n ，由题意知有关系式S n －1－12S n －1－1＝S n ，因此当第10名奖金金额为S 10＝1(万元)时，到第9名时奖金金额为S 9＝(1＋1)×2＝4(万元)；到第8名时奖金金额为S 8＝(4＋1)×2＝10(万元)；…；到第n 名时奖金金额为S n ＝(S n ＋1＋1)×2(万元)．所以得到递推公式为S 10＝1，S n ＝(S n ＋1＋1)×2，n ＝1,2，…，9.故可用循环语句来解决． 专题三 用基本算法语句编写程序基本算法语句有输入语句、输出语句、赋值语句、条件语句、循环语句五种，它们对应于算法的三种逻辑结构：顺序结构、条件分支结构、循环结构，用基本算法语句编写程序时要注意各种语句的格式要求，特别是条件语句和循环语句，应注意这两类语句中条件的表述以及循环语句中有关变量的取值范围．对于循环语句，一般是，当明确循环次数时用for 语句，不知循环次数时用while 语句．应用1在音乐唱片超市里，每张唱片售价25元，顾客如果购买5张以上(含5张)，则按照9折收费；顾客如果购买10张以上(含10张)，则按8.5折收费．请设计一个算法，并写出程序，要求输入唱片的张数，输出应收款的金额．提示：用分类的思想先写出收款额y 元与购买张数x 的函数关系为y ＝⎩⎪⎨⎪⎧25x (x <5)，22.5x (5≤x <10)，21.25x (x ≥10).编写程序时应画出程序框图，按程序框图再转化为程序语句．应用2高一(3)班共有54名同学参加了数学竞赛，现在已有了这54名同学的竞赛分数．请设计算法，要求将竞赛成绩优秀的同学的平均分计算出来并输出(规定90分以上为优秀)，画出程序框图，写出程序．提示：我们可以用循环结构控制输入54名同学的分数，用条件分支结构来判断分数是否高于90分，同时统计累加高于90分的成绩的总和与人数，从而求出平均分．专题四 中国古代数学中的算法案例用等值算法求两个数的最大公约数时，一定要弄清每一次减法中的被减数、减数，同时要掌握这种方法中减法应在何种情况下停止运算，得出结果．用秦九韶方法求多项式的值时，首先要对所给的n 次多项式进行合理的改写，然后由内向外逐次计算，要确保中间计算结果的准确性．应用1 1 734,816,1 343的最大公约数是________．应用2用秦九韶算法求多项式函数f (x )＝7x 7＋6x 6＋5x 5＋4x 4＋3x 3＋2x 2＋x 当x ＝3时的值．提示：根据秦九韶算法，可以把函数化成下面的形式：f (x )＝((((((7x ＋6)x ＋5)x ＋4)x ＋3)x ＋2)x ＋1)x ，然后一步一步由里向外计算．真题放送 1．(2011·天津高考)阅读如下的程序框图，运行相应的程序，若输入x 的值为－4，则输出y 的值为( )．A ．0.5B ．1C ．2D ．4 2．(2011·福建高考)阅读下图所示的程序框图，运行相应的程序，输出的结果是( )．A ．3B ．11C ．38D ．123 3．(2011·北京高考)执行如图所示的程序框图，输出的s 值为( )．A ．－3B ．－12C ．13D ．24．(2011·天津高考)阅读如下的程序框图，运行相应的程序，则输出i 的值为( )．A．3 B．4 C．5 D．65．(2011·辽宁高考)执行下面的程序框图，如果输入的n是4，则输出的p是()．A．8 B．5 C．3 D．26．(2011·陕西高考)如下图中，x1，x2，x3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x1＝6，x2＝9，p＝8.5时，x3等于()．A．11 B．10 C．8 D．77．(2011·福建高考改编)运行如图所示的程序，输出的结果是________．8．(2011·湖南高考)若执行如图所示的框图，输入x1＝1，x2＝2，x3＝4，x4＝8，则输出的数等于______．9．(2011·安徽高考)如图所示，程序框图(算法流程图)的输出结果是__________．10．(2011·山东高考)执行下图所示的程序框图，输入l＝2，m＝3，n＝5，则输出的y的值是__________．美索不达米亚人的开方算法汹涌湍急的底格里斯河与幼发拉底河所灌溉的美索不达米亚平原，是人类文明的发祥地之一．美索不达米亚人擅长于计算，他们创造了优良的计数系统．美索不达米亚的学者在发展程序化算法方面表现出了熟练的技巧，他们创造了许多成熟的算法，开方计算中有一个例子——求正数平方根的近似值的算法是最有代表性的．他们设计的算法是这样的：(1)确定平方根的首次近似值：a 1；(2)由代数式b 1＝aa 1求出b 1(a 可以任取一个正数)；(3)取二者的算术平均值a 2＝a 1＋b 12为第二次近似值； (4)由代数式b 2＝aa 2求出b 2；(5)取算术平均值a 3＝a 2＋b 22作为第三次近似值；……反复进行上述步骤，直到获得满足精确度的近似值． 下面来看看这个算法的原理．设a 1是这个根的首次近似值．由方程b 1＝a a 1求出b 1，若a 21＜a ，则b 21＞a ，反之亦然．接着，再取二者的算术平均值a 2＝a 1＋b 12，则这个近似值更接近所求的平方根．耶鲁大学收藏的一块古巴比伦泥版(编号7289)，其上载有122的近似值，结果准确到六十进制的三位小数，用十进制写出来是1.414 213，这个结果是相当精确的逼近．答案： 专题应用 专题一【应用】 解：算法如下： S1 输入生日的月日A ；S2 如果A ＜3.21，输出“星座未知”；S3 否则，若A ＜4.19，则输出“你的星座是：白羊座”； S4 否则，若A ＜5.20，则输出“你的星座是：金牛座”； S5 否则输出“星座未知”． 专题二【应用1】 解：程序框图如图所示．【应用2】 解：程序框图如图所示．专题三【应用1】解：算法步骤如下：S1输入x；S2若x＜5，则y＝25x；否则，执行S3；S3若x＜10，则y＝22.5x；否则y＝21.25x；S4输出y.程序框图如图1所示．根据程序框图，用条件语句写出程序如下图2.图1图2【应用2】解：程序框图如图所示．程序如下：S＝0；m＝0；i＝1；w hile i＜＝54x＝input(“x＝”)；if x＞90S＝S＋x；m＝m＋1；endi＝i＋1；endp＝S/m；p专题四【应用1】17由等值算法得，(1 734,816,1 343)＝(1 734－1 343，1 343－816,816)＝(391,527,816)＝(391,527－391,816－527)＝(391,136,289)＝(391－289,136,289－136)＝(102,136,153)＝(102,136－102,153－136)＝(102,34,17)＝(102－2×34,34－17,17)＝(34,17,17)＝(17,17,17)，∴1 734,816,1 343的最大公约数是17.故填17.【应用2】解：f (x )＝((((((7x ＋6)x ＋5)x ＋4)x ＋3)x ＋2)x ＋1)x ， 因为v 0＝7，v 1＝7×3＋6＝27， v 2＝27×3＋5＝86， v 3＝86×3＋4＝262， v 4＝262×3＋3＝789， v 5＝789×3＋2＝2 369， v 6＝2 369×3＋1＝7 108， v 7＝7 108×3＝21 324，故x ＝3时，多项式f (x )＝7x 7＋6x 6＋5x 5＋4x 4＋3x 3＋2x 2＋x 的值为21 324. 真题放送1．C 输入x ＝－4.∵|－4|＞3， ∴x ＝|－4－3|＝7.∵7＞3， ∴x ＝|7－3|＝4.∵4＞3，∴x ＝|4－3|＝1. ∵1＜3，∴y ＝2x ＝21＝2.2．B 第一次循环：a ＝3；第二次循环：a ＝11，故该程序框图运行后输出的结果为11.3．D i 的初始值为0，s 的初始值为2，显然i ＜4，所以执行语句i ＝i ＋1，s ＝s －1s ＋1，i的值变为1，s 的值变为13；回到判断框，i ＜4成立，继续执行循环体i ＝2，s ＝－12；i ＜4成立，执行循环体i ＝3，s ＝－3；i ＜4成立，执行循环体i ＝4，s ＝2；i ＜4不成立，输出s ，得到s 的值为2.4．B 第一次运算：i ＝1，a ＝2，a ＜50；第二次运算：i ＝2，a ＝5，a ＜50；第三次运算：i ＝3，a ＝16，a ＜50；第四次运算：i ＝4，a ＝65，a ＞50.所以输出i ＝4.5．C 初始值p ＝1，s ＝0，t ＝1，k ＝1，循环开始，第一次，p ＝1，s ＝1，t ＝1，k ＝2； 第二次，p ＝2，s ＝1，t ＝2，k ＝3； 第三次，p ＝3，s ＝2，t ＝3，k ＝4；此时，k ＜n 不成立，跳出循环，输出p ＝3. 6．C ∵x 1＝6，x 2＝9， ∴|x 2－x 1|＝3＞2，输入x 3， 假设|x 3－x 1|＜|x 3－x 2|成立， 即|x 3－6|＜|x 3－9|，解得x 3＜7.5，把x 3赋值给x 2，p ＝x 1＋x 22＝x 1＋x 32＝8.5，解得x 3＝11, 与x 3＜7.5矛盾，舍去；假设|x 3－x 1|≥|x 3－x 2|成立，即|x 3－6|≥|x 3－9|，解得x 3≥7.5，把x 3赋值给x 1，p ＝x 1＋x 22＝x 2＋x 32＝8.5，解得x 3＝8，符合要求．7．3 ∵a ＝1，b ＝2，a ＝a ＋b ，∴a ＝1＋2＝3. ∴该程序输出的结果是3.8．3.75 这个程序的作用是求x 1，x 2，x 3，x 4四个数的平均数，1＋2＋4＋84＝3.75.9．15 由题意可得T 为求1＋2＋3＋…＋k 的值．对于1＋2＋…＋k ＝k (k ＋1)2＝105，∴k ＝14或k ＝－15(舍)． ∴输出的结果为：14＋1＝15.10．68 由程序框图可知，y 的变化情况为y ＝70×2＋21×3＋15×5＝278，进入循环，显然278＞105，因此y＝278－105＝173；此时173＞105，故y＝173－105＝68. 经判断68＞105不成立，输出此时y的值68.。

描述：例题：高中数学必修3(人教A版)知识点总结含同步练习题及答案第一章 算法初步 1.1 算法与程序框图一、学习任务1. 了解算法的含义，了解算法的基本思想，能用自然语言描述解决具体问题的算法．2. 了解设计程序框图表达解决问题的过程，了解算法和程序语言的区别；了解程序框图的三种基本逻辑结构，会用程序框图表示简单的常见问题的算法．二、知识清单算法 程序框图三、知识讲解1.算法算法（algorithm）是指按照一定规则解决某一类问题的明确和有限的步骤 ．可以理解为由基本运算及规定的运算顺序所构成的完整的解题步骤，或者看成按照要求设计好的有限的确切的计算序列，并且这样的步骤或序列能够解决一类问题.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描述，也可以借助形式语言（算法语言）给出精确的说明，也可以用框图直观地显示算法的全貌.算法的要求：(1)写出的算法，必须能解决一类问题，并且能重复使用；(2)算法过程要能一步一步执行，每一步执行的操作必须确切，不能含混不清，而且经过有限步后能得到结果.下列对算法的理解不正确的是（ ）A．一个算法应包含有限的步骤，而不能是无限的B．算法中的每一个步骤都应当是确定的，而不应当是含糊的、模棱两可的C．算法中的每一个步骤都应当是有效地执行，并得到确定的结果D．一个问题只能设计出一种算法解：D算法的有限性是指包含的步骤是有限的，故 A 正确；算法的确定性是指每一步都是确定的，故 B正确；算法的每一步都是确定的，且每一步都应有确定的结果，故 C 正确；对于同一个问题可以有不同的算法，故 D 错误．下列叙述能称为算法的的个数为（ ）描述：2.程序框图程序框图简称框图，是一种用程序框、流程线及文字说明来表示算法的图形．其中，起、止框是任何流程不可少的，表明程序的开始和结束．输入和输出框可用在算法中任何需要输入、输出的位置．算法中间要处理数据或计算，可分别写在不同的处理框内．一个算法步骤到另一个算法步骤用流程线连接．如果一个框图需要分开来画，要在断开处画上连接点，并标出连接的号码．①植树需要运苗、挖坑、栽苗、浇水这些步骤；②依次进行下列运算：，，，，；③从枣庄乘火车到徐州，从徐州乘飞机到广州；④ ；⑤求所有能被 整除的正整数，即 ．A． B． C． D．解：B①、②、③为算法．1+1=22+1=33+1=4⋯99+1=1003x >x +133,6,9,12,⋯2345写出解方程组的一个算法．解：方法一：代入消元法．　第一步，由 得 ；第二步，将 代入 ，得 ，解得 ；第三步，将 代入方程 ，得 ；第四步，得到方程组的解为 ．方法二：加减消元法．第一步，方程 两边同乘以 ，得 ；第二步，将第一步所得的方程与方程 作差，消去 ，得 ，解得 ；第三步，将 代入方程 ，得 ，解得 ；第四步，得到方程组的解为 ．{2x +y =74x +5y =112x +y =7y =7−2x y =7−2x 4x +5y =114x +5(7−2x )=11x =4x =4y =7−2x y =−1{x =4y =−12x +y =7510x +5y =354x +5y =11y 6x =24x =4x =42x +y =72×4+y =7y =−1{x =4y =−1例题：画程序框图的规则（1）使用标准的图形符号．（2）框图一般按从上到下、从左到右的方向画．（3）除判断框外，大多数流程图符号只有一个进入点和一个退出点．判断框是具有超过一个退出点的惟一符号．（4）判断框分两大类，一类判断框是“是”与“否”两分支的判断，而且有且仅有两个结果；另一类是多分支判断，有几种不同的结果．（5）在图形符号内描述的语言要非常简练清楚．算法的三种基本逻辑结构顺序结构：语句与语句之间，框与框之间按从上到下的顺序进行．条件分支结构：在一个算法中，经常会遇到一些条件的判断，算法的流程条件是否成立有不同的流向，条件结构就是处理这种过程的结构．循环结构：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．下列程序框图分别是解决什么问题的算法．解：（1）已知圆的半径，求圆的面积的算法．（2）求两个实数加法的算法．执行如图的程序框图，输出的 ______ ．解：T =30四、课后作业 （查看更多本章节同步练习题，请到快乐学）某程序框图如图所示，若输出的 ，则判断框内为（ ）A． B． C． D．解：AS =57k >4?k >5?k >6?k >7?已知函数 ，对每次输入的一个值，都得到相应的函数值，画出程序框图．解：f (x )={2x +3,3−x ,x 2x ⩾0x <0x答案：1. 关于算法的说法中，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确定的结果C ．解决某类问题的算法不是唯一的D ．算法可以无限地操作下去不停止C()答案：解析：2. 下列运算不属于我们所讨论算法范畴的是 A ．已知圆的半径求圆的面积B ．随意抽 张扑克牌算到二十四点的可能性C ．已知坐标平面内两点求直线方程D ．加减乘除法运算法则B注意算法需按照一定的顺序进行．()4答案：解析：3. 执行如图所示的程序框图，如果输入的 ，则输出的 属于 ．A ．B ．C ．D ．D取 ，得输出的 ，即可判断．t ∈[−2,2]S ()[−6,−2][−5,−1][−4,5][−3,6]t =−2S =64. 某批发商按客户订单数额的大小分别给予不同的优惠折扣．计算客户应付货款的算法步骤如下： ：输入订单数额 （单位：件）；输入单价 （单位：元）；：若 ，则折扣率 ；若 ，则折扣率 ；若 ，则折扣率 ；若 ，则折扣率 ；：计算应付货款 （单位：元）；：输出应付货款 ．S 1x A S 2x <250d =0250⩽x <500d =0.05500⩽x <1000d =0.10x ⩾1000d =0.15S 3T =Ax (1−d )S 4T。

必修③第一章《算法初步》练习题一、选择题：1．下面对算法描述正确的一项是：（ ）A ．算法只能用自然语言来描述B ．算法只能用图形方式来表示C ．同一问题可以有不同的算法D ．同一问题的算法不同，结果必然不同 2. 算法的三种基本结构是 ( )A. 顺序结构、模块结构、条件结构B. 顺序结构、循环结构、模块结构C. 顺序结构、条件结构、循环结构D. 模块结构、条件结构、循环结构 3．用二分法求方程022=-x 的近似根的算法中要用哪种算法结构（ ） A ．顺序结构 B ．条件结构 C ．循环结构 D ．以上都用 4．对赋值语句的描述正确的是 （ ）①可以给变量提供初值 ②将表达式的值赋给变量 ③可以给一个变量重复赋值 ④不能给同一变量重复赋值 A ．①②③ B ．①② C ．②③④ D ．①②④5. 将两个数a=8,b=17交换,使a=17,b=8,下面语句正确一组是 ( ) A. B. C. D.6、下列程序语句不正确．．．的是（ ） A 、INPUT “MATH=”；a+b+c B 、PRINT “MATH=”；a+b+c C 、c b a += D 、1a =c b - 7．下列给变量赋值的语句正确的是（ ）A. 5＝aB.a ＋2＝aC. a ＝b ＝4D. a ＝2*a8. 给出以下四个问题,①输入一个数x ,输出它的相反数.②求面积为6的正方形的周长.③求三个数a,b,c 中的最大数. ④求函数1,0()2,0x x f x x x -≥⎧=⎨+<⎩的函数值.其中不需要用条件语句来描述其算法的有 ( )A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个 9．给出以下四个问题： ①解不等式32-x a＞23-x a（0>a 且1≠a ） .②求边长为6的正三角形的面积.③求函数21,0()43,0x x f x x x -≥⎧=⎨+<⎩的函数值 ④若集合}1,1{-=A ，}1|{==mx x B ，且A B A =⋃，求m 的值。

示范教案整体设计教学分析前面学习了算法、程序框图与几种算法语句，本节课作为本章的小结，旨在和学生一起站在全章的高度，以算法思想为灵魂，以问题解决为主线，以典型例题为操作平台，以巩固知识、发展能力、提高素养为目的对本章作全面的复习总结，帮助学生进一步提高对算法的理解和认识，优化知识结构．三维目标1．对本章知识形成知识网络，提高学生的逻辑思维能力，培养学生的归纳能力．2．熟练应用算法、程序框图与基本算法语句来解决问题，培养学生的分析问题和解决问题的能力，逐步学会用数学方法去认识世界、改造世界．重点难点教学重点：应用算法、程序框图与基本算法语句解决问题．教学难点：形成知识网络．课时安排1课时教学过程导入新课思路1(情境导入)．大家都熟悉围棋高手“石佛”李昌镐吧，他曾经打遍天下无敌手，你知道他最令人可怕的地方吗？他的技术很全面，但他最厉害的技术是“官子”，他的“官子”层次分明，可以说滴水不漏，堪称世界第一．我们的这次复习也要像围棋中的“官子”，也要做到层次分明、滴水不漏．思路2(直接导入)．前面我们学习了算法、程序框图与基本算法语句等内容，今天我们对本章知识、方法、数学思想进行全面、系统的总结与复习．推进新课新知探究提出问题(1)请同学们自己梳理本章知识结构.(2)回顾算法的定义及特征.(3)回忆程序框图的三种逻辑结构.(4)总结算法语句.讨论结果：(1)本章知识结构如下图．(2)算法的定义：广义的算法是指完成某项工作的方法和步骤，那么我们可以说洗衣机的使用说明书是操作洗衣机的算法，菜谱是做菜的算法等等．在数学中，算法通常是指按照一定规则解决某一类问题的明确有限的步骤．现在，算法通常可以编成计算机程序，让计算机执行并解决问题．算法的特征：①确定性：算法的每一步都应当做到“准确无误、不重不漏”“不重”是指不是可有可无的、甚至无用的步骤，“不漏”是指缺少哪一步都无法完成任务．②逻辑性：算法从开始的“第一步”直到“最后一步”之间做到环环相扣、分工明确，“前一步”是“后一步”的前提，“后一步”是“前一步”的继续．③有穷性：算法要有明确的开始和结束，当到达终止步骤时所要解决的问题必须有明确的结果，也就是说必须在有限步内完成任务，不能无限制地持续进行．(3)顺序结构、条件分支结构、循环结构．(4)赋值语句：变量＝表达式．输入语句：变量＝input.输出语句：print(%io(2)，变量)．条件语句：格式1：if表达式语句序列1；else语句序列2；end格式2：if表达式语句序列1；end循环语句：for语句：for循环变量＝初值：步长：终值循环体；endwhile语句：while表达式循环体；end应用示例例1如下图所示，该程序框图输出的结果为________．解：该程序框图的运行过程是：A＝1；S＝1；S＝1＋9＝10；A＝1＋1＝2；A≤2，成立；S＝10＋9＝19；A＝2＋1＝3；A＝3≤2，不成立；输出S＝19.答案：19点评：解决同一个问题，可以有多种算法，那么就有多种程序框图和语句，再就是不同版本的教材算法语句的语言形式也不相同，因此高考试题中通常不会考查画程序框图或编写程序．由于学习本章的目的是体会算法的思想，所以已知程序框图或程序，判断其结果是高考考查本章知识的主要形式，这也是课程标准和考试说明对本章的要求．其判断方法是具体∴y ＝π2×2－5＝π－5. 例2到银行办理个人异地汇款(不超过100万元)，银行收取一定的手续费．假设汇款额不超过100元，收取1元手续费；超过100元但不超过5 000元，按汇款额的1%收取；超过5 000元，一律收取50元手续费．试用程序框图描述汇款额为x 元时，银行收取手续费y 元的过程．分析：这是一个实际问题，故应先建立数学模型，y ＝⎩⎪⎨⎪⎧ 1(0<x ≤100)，0.01x (100<x ≤5 000)，50(5 000<x ≤1 000 000).由此看出，要求手续费，需先判断x 的范围．解：程序框图如下图：点评：条件分支结构经常与分段函数有密切的关联；判断框里要写明分支的条件，从而决定下一步该作出怎样的选择．例3已知函数y ＝⎩⎪⎨⎪⎧ 2x －1，x ≤－1，log 3(x ＋1)，－1<x<2，x 4，x ≥2，试设计一个算法，输入x 的值，求对应的函数值．分析：对输入x 的值与－1和2比较大小，即分类讨论．解：算法如下：S1 输入x 的值；S2 当x ≤－1时，计算y ＝2x －1，否则执行下一步；S3 当x ≥2时，计算y ＝x 4，否则执行下一步；S4 计算y ＝log 3(x ＋1)；S5 输出y.点评：分段函数是高考考查的重点，在考虑算法步骤时，要用到分类讨论思想，这为复习程序框图和算法语句打好了基础.知能训练1．下面程序框图输出的结果是( )A ．11B ．12C ．132D ．1 320分析：该程序框图的运行过程是：i ＝12；s ＝1；i ＝12≥10，成立；s ＝1×12＝12；i ＝12－1＝11；i ＝11≥10，成立；s ＝12×11＝132；i ＝11－1＝10；i ＝10≥10，成立；s ＝132×10＝1 320；i ＝10－1＝9；i ＝9≥10，不成立；输出s ＝1 320.答案：D2．下图是表示求解方程x 2－(a ＋1)x ＋a ＝0(a ∈R ，a 是常数)过程的程序框图．请在标有序号(1)(2)(3)(4)处填上你认为合适的内容将框图补充完整．(1)____________；(2)____________；(3)____________；(4)____________．解析：所解方程是一元二次方程，先计算判别式Δ＝(a ＋1)2－4a ＝(a －1)2，所以(1)处填(a －1)2；计算判别式Δ的大小后，再判断其符号，由于Δ＝(a －1)2，则只需判断a 是否等于1即可，则(2)有两种填法a ＝1或a ≠1，当(2)处填a ＝1时，(3)处填x 1＝x 2＝1，(4)处填x 1＝a ，x 2＝1；当(2)处填a ≠1时，(3)处填x 1＝a ，x 2＝1，(4)处填x 1＝x 2＝1.答案：(1)(a －1)2 (2)a ＝1 (3)x 1＝x 2＝1 (4)x 1＝a ，x 2＝1或(1)(a －1)2 (2)a ≠1(3)x 1＝a ，x 2＝1 (4)x 1＝x 2＝13．下列程序的功能是________．s ＝0；for i ＝1：1：100s ＝s ＋1/i ；endprint(%io(2)，s)；解析：该程序的执行过程是：s ＝0；i ＝1，s ＝0＋11＝1； i ＝2，s ＝1＋12；i ＝3，s ＝1＋12＋13； ……i ＝100，s ＝1＋12＋13＋…＋1100. 答案：计算1＋12＋13＋…＋1100的值 拓展提升数学的美是令人惊异的！如三位数153，它满足153＝13＋53＋33，即这个整数等于它各位上的数字的立方的和，我们称这样的数为“水仙花数”．请您设计一个算法，找出大于100，小于1 000的所有“水仙花数”．(1)写出算法步骤；(2)画出程序框图．分析：由于需要判断大于100，小于1 000的整数是否满足等于它各位上的数字的立方的和，所以需要用循环结构．解：(1)算法步骤如下：S1 i ＝101；S2 如果i 不大于999，则执行第3步，否则算法结束；S3 若这个数i 等于它各位上的数字的立方的和，则输出这个数；S4 i ＝i ＋1，返回第2步．(2)程序框图如下图所示．课堂小结(1)复习了本章知识，形成了知识网络．(2)判断算法的功能或输出结果．作业本章小结Ⅲ.巩固与提高 4、5.设计感想本节通过大量生动活泼的例题对本章进行系统的总结，通过精彩的点评渗透算法的基本思想，使学生的知识得到进一步巩固，使学生的思想方法不断升华．备课资料人机大战的启示人类的许多进步之所以产生，多半是发明了一个更好、更有力的工具．物质工具使工作速度加快并使人们从重体力劳动中解脱出来，而信息工具则扩大人们的智力．物质工具如犁、起重机、推土机、内燃机、电动机等等，是人的四肢的延伸，而计算机是人的大脑的延伸．它最初只能进行数值计算，但随着其发展，应用范围不断扩大．它不仅能够进行计算，还能进行记忆、判断、推理、设计、控制、自动化处理等等．一句话，只要是能输入计算机里的信息，它都能按照人的要求对信息进行迅速而圆满的处理．因此，计算机也被称为电脑．在短短十几年的时间里，我们经历了计算机深入生活每一个角落的过程，深深感受到了计算机多方面的强大的功能．其中，国际象棋大师卡斯帕罗夫与IBM“深蓝”的人机大战的结果曾引起世人瞩目和激烈讨论，留下了有关计算机与人的关系的种种思考．1989年，美国IBM公司成立了“深蓝”(Deep Blue)项目小组，开始着手研究有关计算机下棋方面的技术，其实就是设计下棋的算法．其目的是证明它具有能够处理复杂博弈模式的能力，而真正的意图是，以此作为一个模型，将并行技术深入到其他各种复杂应用领域.1988年，“深蓝”的前身“深思”(Deep Thought)在华裔科学家许峰雄等人的开发下，已经具备与人进行国际象棋比赛的能力．“深蓝”在开始设计时就以超越“深思”为目的，特别在运算速度与处理能力部分．经过不断的努力，1996年2月，当今最优秀的国际象棋棋手、世界冠军卡斯帕罗夫与“深蓝”计算机展开了第一次真正的角逐．比赛为六局对抗赛．虽然卡斯帕罗夫最终以4∶2的比分取胜，但今天计算机所达到的能力，也着实让全世界吃了一惊．尤其是第一局，“深蓝”以获胜来了个“开门红”．卡斯帕罗夫在赛后承认，“深蓝”是必须认真对待的劲敌，他说：“我没有料到它如此难以对付，我输掉第一局非常幸运，因为那是给我发出的最严重警告．”由于卡斯帕罗夫战胜“深蓝”，他预言“在严肃、经典的比赛中，计算机在本世纪没有赢棋的机会．”然而，卡斯帕罗夫对计算机技术的飞速发展估计错了．仅仅一年后，“深蓝”就战胜了这位大师.1997年5月人机大战重开．前五局战平，5月11日第六局决胜局的比赛，卡斯帕罗夫仅走了19步便向“深蓝”认输．“深蓝”的重量达1.4吨，拥有32个节点，每一节点有8块专门为进行国际象棋对弈设计的处理器，从而拥有每秒运算超过2亿步的惊人速度．为了使“深蓝”能拥有更多的资源规划棋步，开发小组汇集了一个开放棋局的数据库，输入了100年来世界顶级棋手的棋局，此外还有残局数据库，即最后五步时的走法，形成了汇集10亿个棋局的数据库．自1996年在输给卡斯帕罗夫之后，美国特级大师本杰明加盟“深蓝”，将他对象棋的理解编成语句输入“深蓝”，且在1997年的比赛中，每场对局结束后，小组都会根据卡斯帕罗夫的情况相应地修改特定的参数．“深蓝”在比赛中，不会疲倦、不会有心理和情绪上的起伏，只是不动声色地进行高速准确的运算．因此，卡斯帕罗夫的对手并不是“深蓝”主机，而是一群人如何运用电脑的硬、软件来向一个人的智慧和反应挑战．电脑的胜利说到底是人脑的胜利．但是“深蓝”的这次胜利，毕竟标志着计算机技术又上了一个新台阶，更准确地说，这次“深蓝”胜利，是人脑经过电脑胜过人脑．它也反过来让人们思考，什么是思维的本质？它第一次让人类如此真切地感受到了电脑与人的相异却又能够与人对抗的能力，这种力量还会从人们今后的努力中得到滋养从而不断壮大．有人曾将人机大战称为捍卫人类尊严的比赛，此次“深蓝”获胜，绝不意味人类的尊严丧失殆尽．许峰雄博士说得好：“棋王卡斯帕罗夫的胜利是为人类的过去赢了一盘棋；今年，‘深蓝’胜卡斯帕罗夫，是为人类的未来赢了一盘棋．”另外，深具意义的是，“深蓝”证明了人类的极限．超越人类的极限是一件很大的事情，人类就是在不断超越自己的极限中而进步的．。