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y a1c2 a2c1 a1b2 xa2b1b2c1 b1c2
第五步:得到方程组的解为
a1b2 a2b1 y a1c2 a2c1
a1b2 a2b1
根据上述分析,用加减消元法解二元一 次方程组,可以分为五个步骤进行,这 五个步骤就构成了解二元一次方程组的 一个“算法”.我们再根据这一算法编制 计算机程序,就可以让计算机来解二元 一次方程组.
1、算法的概念:
广义地说:为了解决某一问题而采取 的方法和步骤,就称之为算法。在数 学中,按照一定规则解决某一类问题 的明确和有限的步骤,称为算法,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。
2、算法的特征
(1)有限性:一个算法的步骤是有限的,它应在
有限步操作之后停止,而不能是无限的。
第三步, 用4除7,得到余数3.因为余数不为0, 所以4不能整除7.
第四步, 用5除7,得到余数2.因为余数不为0, 所以5不能整除7.
第五步, 用6除7,得到余数1.因为余数不为0, 所以6不能整除7.因此,7是质数.
应用举例
例1.(2)设计一个算法判断35是否为质数.
第一步, 用2除35,得到余数1.因为余数不为0, 所以2不能整除35.
的近似根的算法.
探究解决
对于区间[a,b ]上连续不断、且
f(a)f(b)<0的函数y=f(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.
y x2 2 (x 0)
解决问题
第一步, 令 f (x) x2 2 .给定精确度d.
x 2y 1 ① 2x y 1 ②
第一步:①+②×2,得 5x=1 . ③
第二步:解③,得 x 1 .
5
第三步:②-①×2,得 5y=3 . ④
第四步:解④,得
y3 .
5
x1
第五步:得到方程组的解为
y
5 3 5
.
问题:参照上述思路,一般地,解方程组
a1x b1 y c1 a2x b2 y c2
第二步, 用3除35,得到余数2.因为余数不为0, 所以3不能整除35.
第三步, 用4除35,得到余数3.因为余数不为0, 所以4不能整除7.
第四步, 用5除35,得到余数0.因为余数为0, 所以5能整除35.因此,35不是质数.
探究:你能写出“判断整数n(n>2)是否为质数”
的算法吗?
第一步:给定大于2的整数n.
②算法要“面面俱到”,不能省略任何一个细 小的步骤,只有这样,才能在人设计出算法后,把 具体的执行过程交给计算机完成.
课堂练习
一个人带三只狼和三只羚羊过河,只有一条船,同 船可以容纳一个人和两只动物。没有人在的时候, 如果狼的数量不少于羚羊的数量,狼就会吃掉羚羊, 请你设计过河的算法 。
S1: 人带两只狼过河 S2 : 人自己返回 S3 : 人带一只羚羊过河 S4 : 人带两只狼返回 S5 : 人带两只羚羊过河 S6 :人自己返回 S7 :人带两只狼过河 S8 :人自己返回带一只狼过河
只有一种,但这些算法有繁简、优劣之分。
3.算法的表述形式:
⑴自然语言:用日常语言和数学语 言或借助于形式语言;
⑵框图语言(流程图) ⑶程序设计语言。
应用举例
例1.(1)设计一个算法判断7是否为质数.
第一步, 用2除7,得到余数1.因为余数不为0, 所以2不能整除7.
第二步, 用3除7,得到余数1.因为余数不为0, 所以3不能整除7
1.1.1 算法的概念
问题的提出
有一个农夫带一条狼狗、一只羊和 一筐白菜过河。如果没有农夫看管,则 狼狗要吃羊,羊要吃白菜。但是船很小, 只够农夫带一样东西过河。问农夫该如 何解此难题?
方法和过程: 1、带羊到对岸,返回;
2、带菜到对岸,并把羊带回; 3、带狼狗到对岸,返回; 4、带羊到对岸。
问题:用加减消元法解二元一次方程组 x 2y 1 2x y的具1 体步骤是什么?
(2)明确性:算法中的每一步都应该是确定的,
并且能有效地执行且得到确定的结果,而不应当是 模棱两可的。
(3)可行性:算法中的每一步操作都必须是可执
行的,也就是说算法中的每一步都能通过手工或机 器在有限时间内完成。
(4)通用性:可解决某一类问题,并且能重复使
用。
(5)不唯一性:求解某一个问题时的方法不一定
第二步, 给定区间[a,b],满足f(a) ·f(b)<0.
第三步,
取中间点
m
a
2
b
.
第四步, 若f(a) ·f(m) < 0,则含零点的区间为
[a,m];否则,含零点的区间为[m, b].
将新得到的含零点的仍然记为[a,b] .
第五步, 判断[a,b]的长度是否小于d或者
f(m)是否等于0. 若是,则m是方程的近似
①②(a1b2
a2b1
0)
的基本步骤是什么?
第一步:①× b2- ②× b1,得
(a1b2 a2b1)x b2c1 b1c2 ③
第二步:解③ ,得 x b2c1 b1c2
a1b2 a2b1
第三步:②×a1 - ①×a2 ,得
(a1b2 a2b1) y a1c2 a2c1 ④
第四步:解④ ,得
解;否则,返回第三步.
对于方程 x2 2 0(x 0) ,给定d=0.005.
a
b
|a-b|
1
2
1
1
1.5
0.5
1.25
1.5
0.25
1.375
1.5
0.125
1.375
1.437 5
0.062 5
1.406 25
1.437 5
0.031 25
1.406 25
1.421 875
0.015 625
第二步:令i=2.
第三步:用i除n,得到余数r.
第四步:判断“r=0”是否成立.若是,则n不是 质数,结束算法;否则,将i的值增加1,仍用i 表示.
第五步:判断“i>(n-1)”是否成立.若是, 则n是质数,结束算法;否则,返回第三步.
应用举例
例2.用二分法设计一个求方程
x2 2 0 (x 0)
1.414 625
1.421 875
0.007 812 5
1.414 062 5
1.417 968 75 0.003 906 25
此步骤也是求 2的近似值的一个算法.
与一般的解决问题的过程比较,算法有以 下特征:
①设计一个具体问题的算法时,与过去熟悉地 解数学题的过程有直接的联系,但这个过程必 须被分解成若干个明确的步骤,而且这些步骤 必须是有效的.