必修三第一章《算法初步》
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人教版高中必修3第一章算法初步教学设计一、教学目标1.1 知识目标•掌握算法的基本概念和算法设计的流程;•能够正确理解和应用算法中的常用术语和符号;•学习并实现常见的算法,如冒泡排序、选择排序等。
1.2 能力目标•培养学生分析问题、解决问题的能力;•培养学生运用算法设计解决实际问题的能力;•培养学生的团队合作精神,提高学生的学习兴趣和学习效果。
二、教学内容2.1 什么是算法?•算法的定义;•算法与计算的关系;•算法的特点。
2.2 算法设计的流程•算法设计的步骤;•算法设计时需要考虑的问题。
2.3 常见算法•冒泡排序;•选择排序;•插入排序;•快速排序。
三、教学过程3.1 任务型学习1.让学生自己搜索和学习算法的定义,掌握算法的基本概念;2.将学生分为小组,分别针对冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序这四个常见算法进行深入学习;3.鼓励学生在小组内交流讨论,互相帮助,通过任务型学习的方式掌握每一种算法的实现过程和应用场景。
3.2 理论讲解1.讲解算法设计的流程,强调算法设计的基本思想;2.结合具体算法进行详细介绍;3.帮助学生掌握常用术语和符号的意义和用法。
3.3 多媒体展示1.利用计算机多媒体技术对算法的基本概念、算法设计的流程和常见算法进行展示;2.通过多媒体展示帮助学生理解算法中的关键点和难点。
3.4 实践操作1.让学生利用所学知识,对一些简单的排序问题进行解决;2.鼓励学生在实践中发现问题和总结经验;3.引导学生在实践中培养合作精神,培养团队意识。
四、教学评价4.1 测试评价1.设计一份测试题,测评学生对算法设计的基本概念、设计思想、常见算法等方面的掌握情况;2.给出具体的分值和评分标准。
4.2 成果展示1.让学生利用所学知识,针对一些复杂实际问题进行算法设计和实现;2.要求学生用合适的方式进行成果展示和说明;3.通过成果展示,评价学生团队合作精神和算法设计能力。
五、教学反思通过本次教学,学生基本掌握了算法的定义、算法设计的基本流程和常见算法的实现方法。
算法初步与程序框图1、算法的概念:算法通常指按照一定的规则解决某一类问题的明确和有限的步骤。
2、程序框图:用程序框、流程线及文字说明来表示算法的图形叫做程序框图或流程图。
(1)用框图表示算法步骤的一些常用的图形符号图形符号名称功能终端框(起止框)表示一个算法的起始和结束,是任何算法程序框图不可缺少的输入、输出框表示一个算法输入和输出的信息,可用在算法中任何需要输入、输出的位置处理框(执行框)赋值、计算.算法中处理数据需要的算式、公式等,它们分别写在不同的用以处理数据的处理框内判断框判断某一条件是否成立,成立时出口处标明“是”或“Y”;不成立时标明“否”或“N”流程线连接程序框,表示算法进行的前进方向以及先后顺序连接点如果一个流程图需要分开来画,要在断开处画上连接点,并标出连接的号码(2)程序框图的结构形式①顺序结构;②条件结构;③循环结构;(3)基本算法语句①输入语句;②输出语句;③赋值语句;④条件语句;⑤循环语句;3、程序框图举例:开始11(1)(2)4、辗转相除法:5、更相减损术:6、秦九韶算法:7、二分法:8、进位制:9、流程图和结构图框图是表示一个系统各部分和各环节之间关系的图示,它的作用在于能够清晰地表达比较复杂的系统各部分之间的关系,框图可分为流程图和结构图,流程图与结构图直观形象、简洁、明了,在日常生活中应用广泛.一、流程图:流程图常常用来表示一个动态过程,通常会有一个“起点”,一个或多个“终点”.程序框图是流程图的一种.流程图可以直观、明确地表示动态过程从开始到结束的全部步骤.它是由图形符号和文字说明构成的图示.流程图用于描述一个过程性的活动,活动的每一个明确的步骤构成流程图的一个基本单元,基本单元之间用流程线联系.基本单元中的内容要根据需要而确定.可以在基本单元中具体说明,也可以为基本单元设置若干子单元.10、流程图的种类(1)算法流程图①算法流程图在必修课程中已经学过,它是一种特殊的流程图,主要适用于计算机程序的编写.②在算法流程图内允许有闭合回路.(2)工艺流程图①工艺流程图是常见的一种流程图,又称统筹图,在日常生活、生产实践等各方面经常用到工艺流程图.②用来描述具有先后顺序的时间特征的动态过程.③工艺流程图的构成由矩形框、流程线和名称(代号)构成.④工艺流程图可以有一个或多个“起点”,一个或多个“终点”,对于同一个矩形框可以有多个流出点和流入点.⑤在工艺流程图中不允许出现几道工序首尾相连接的圈图或循环回路.20、绘制流程图的一般过程首先,用自然语言描述流程步骤;其次,分析每一步骤是否可以直接表达,或需要借助于逻辑结构来表达; 再次,分析各步骤之间的关系;最后,画出流程图表示整个流程.二、结构图:表示一个系统中各部分之间的组成结构的框图叫做结构图.10、结构图的种类常用的结构图一般包括知识结构图、组织结构图、建筑结构图、布局结构图及分类结构图.20、绘制结构图步骤:(1)确定组成系统的基本要素,及它们之间的关系.(2)将系统的主体要素及其之间的关系表示出来.(3)确定主体要素的下位要素(从属主体的要素)“下位”要素比“上位”要素更为具体,“上位”要素比“下位”要素更为抽象.(4)逐步细化各层要素,直到将整个系统表示出来为止.三、结构图与流程图的区别:流程图和结构图不同.流程图是表示一系列活动相互作用、相互制约的顺序的框图.结构图是表示一个系统中各部分之间的组成结构的框图.流程图描述动态过程,结构图刻画系统结构.流程图通常会有一个“起点”,一个或多个“终点”,其基本单元之间由有向线连接;结构图则更多地表现为“树”状结构,其基本要素之间一般为逻辑关系.四、考点详解考点一:流程图类型一:算法流程图例1、写出方程0ax b += (,a b 为常数)的根的流程图.分析:因为,a b 是实数,要解方程需先判断a 是否为0,当0a ≠时,方程根为b x a =-;当0a =时,需再次判断b 是否为0,若0b =,则方程根为全体实数,若0b ≠,则方程无解,因此可以用算法中的条件结构来实现,相应程序语句是条件语句.解:根据以上的算法分析可得出算法流程图:点评:算法流程图是学习算法语言的必备工具,在使用时必须用其标准的图形符号.变式练习1:某程序框图如图所示,该程序运行后输出的k 的值是( )A .4B .5C .6D .7类型二: 工序流程图例2、某工厂装配一辆轿车的工序、工序所花的时间及各工序的先后关系如下表所示:开始输入,a b0a ≠? b x a=- 0b ≠? 输出方程无解 输出方程根是全体实数输出原方程根为x 结束否 否是是注:紧前工序,即与该工序相衔接的前一工序.(1)画出装配该轿车的工序流程图;(2)装配一辆轿车的最短时间是多少小时?分析:要画工序流程图,首先要弄清整项工程应划分为多少道工序,这当然应该由上到下,先粗略后精细,其次是仔细考虑各道工序的先后顺序及相互联系、制约的程度,最后考虑哪些工序可以平行进行,哪些工序可以交叉进行.一旦上述问题都考虑清楚了,一个合理的工序流程图就成竹在胸了,依据其去组织生产,指挥施工,就能收到统筹兼顾的功效.解:(1)工序流程图如下图所示:(2)装配一辆轿车的最短时间是1154125340+++++=(小时).点评: 有关工序流程图应先理清工序大体分几个阶段,再对每一阶段细分,每一步应注意先后顺序,这是十分关键的,否则会产生错误.在画工序流程图时,不能出现几道工序首尾相接的圈图或循环回路.变式练习2:某成品的组装工序图如下,箭头上的数字表示组装过程中所需要的时间(小时),不同车间可同时工作,同一车间不能同时做两种或两种以上的工作,则组装该产品所需要的最短时间是( )A. 11小时B. 13小时C. 15小时D. 17小时考点二: 结构图类型一: 知识结构图例3、设计一个结构图,表示《数学{5}》第二章“数列”的知识结构图. 分析:画知识结构图的过程与方法:首先,要对所画结构图从头到尾抓住主要脉络进行分解;然后将每一步分解进行归纳与提炼,形成一个个知识点,并将其逐一地写在矩形框内;最后,按其内在的逻辑顺序将它们排列起来并且用线段相连,这样就画成了知识结构图.解:本章的知识结构图如下:点评:要熟悉知识结构,注意实际问题的逻辑顺序和概念上的从属关系,这个结构图从整体上反映了数列的结构,从左向右反映的是要素之间的从属关系.在画结构图时,应根据具体需要确定复杂程度,简洁的结构图有时能更好地反映主体要素之间的关系和系统的整体特点.另外在画结构图时还应注意美观、明了. 变式练习3:下图是《集合》的知识结构图,如果要加入“子集”,则应该放在( )A. “集合的概念”的下位B. “集合的表示”的下位C. “基本关系”的下位D. “基本运算”的下位类型二: 组织结构图例4、下面为某集团的组织结构图,请据下图分析财务部和人力资源部的隶属关系.分析: 根据组织结构图,分析好各部门之间的从属关系,最后作答.解:由组织结构图可分析得:财务部直属总裁管理;而总裁又由董事长管理,董事长服从于董事会管理.人力资源部由董事长助理直接管理,董事长助理服从董事长管理,董事长又服从于董事会管理,董事会是最高管理部门.点评:有关组织结构图一般都呈“树”形结构.这种图直观,容易理解,被应用于很多领域中.在组织结构图中,可采用从上到下或从左到右的顺序绘制图,注意各单元要素之间的关系,并对整个组织结构图进行浏览处理,注重美观、简洁、明了.变式练习4:某公司做人事调整:设总经理一个,配有经理助理一名;设副经理两人,直接对总经理负责,设有6个部门,其中副经理A 管理生产部、安全部和质量部,经理B 管理销售部、财务部和保卫部;生产车间由生产部和安全部共同管理,公司配有质检中心和门岗。
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。
重点列表:重点详解:1.算法的概念及特点(1)算法的概念在数学中,算法通常是指按照一定______解决某一类问题的________和________的步骤.(2)算法的特点之一是具有______性,即算法中的每一步都应该是确定的,并能有效的执行,且得到确定的结果,而不应是模棱两可的;其二是具有______性,即算法步骤明确,前一步是后一步的前提,只有执行完前一步才能进行后一步,并且每一步都准确无误才能解决问题;其三是具有______性,即一个算法应该在有限步操作后停止,而不能是无限的;另外,算法还具有不唯一性和普遍性,即对某一个问题的解决不一定是唯一的,可以有不同的解法,一个好的算法应解决的是一类问题而不是一两个问题.2.程序框图(1)程序框图的概念程序框图又称流程图,是一种用、及来表示算法的图形.(2)构成程序框图的图形符号、名称及其功能3.算法的基本逻辑结构(1)顺序结构顺序结构是最简单的算法结构,语句与语句之间,框与框之间是按__________的顺序进行的.它是由若干个__________的步骤组成的,它是任何一个算法都离不开的基本结构.顺序结构可用程序框图表示为如图所示的形式:(2)条件结构在一个算法中,经常会遇到一些条件的判断,算法的流程根据条件是否成立有不同的流向.常见的条件结构可以用程序框图表示为如图所示的两种形式:程序语句1.输入(INPUT)语句输入语句的一般格式: .要求:(1)输入语句要求输入的值是具体的常量;(2)提示内容提示用户输入的是什么信息,必须加双引号,“提示内容”原原本本地在计算机屏幕上显示,提示内容与变量之间要用分号隔开;(3)一个输入语句可以给多个变量赋值,中间用“,”分隔.2.输出(PRINT)语句输出语句的一般格式: .功能:实现算法输出信息(表达式).要求:(1)表达式是指算法和程序要求输出的信息;(2)提示内容提示用户要输出的是什么信息,提示内容必须加双引号,提示内容要用分号和表达式分开;(3)如同输入语句一样,输出语句可以一次完成输出多个表达式的功能,不同的表达式之间可用“,”分隔.3.赋值语句赋值语句的一般格式: .赋值语句中的“=”叫做赋值号,它和数学中的等号不完全一样.作用:赋值语句的作用是将表达式所代表的值赋给变量.要求:(1)赋值语句左边只能是变量,而不是表达式,右边表达式可以是一个常量、变量或含变量的运算式.如:2=x是错误的;(2)赋值号的左右两边不能对换.赋值语句是将赋值号右边的表达式的值赋给赋值号左边的变量.如“A=B”、“B=A”的含义和运行结果是不同的,如x=5是对的,5=x是错的,A+B=C是错的,C=A+B是对的;(3)不能利用赋值语句进行代数式的演算(如化简、因式分解、解方程等).4.条件语句(1)“IF—THEN”语句格式:____________________.说明:当计算机执行“IF—THEN”语句时,首先对IF后的条件进行判断,如果(IF)条件符合,那么(THEN)执行语句体,否则执行END IF之后的语句.(2)“IF—THEN—ELSE”语句格式:____________________.说明:当计算机执行“IF—THEN—ELSE”语句时,首先对IF后的条件进行判断,如果(IF)条件符合,那么(THEN)执行语句体1,否则(ELSE)执行语句体2.【答案】1.(1)规则明确有限(2)确定有序有穷2.(1)程序框流程线文字说明(2)①终端框(起止框) ②输入、输出框③处理框(执行框) ④判断框⑤流程线⑥连接点3.(1)从上到下依次执行程序语句1.INPUT “提示内容”;变量2.PRINT “提示内容”;表达式3.变量=表达式4.(1)IF 条件THEN语句体END IF(2)重点1:算法的概念【要点解读】算法是指按照一定规则解决某一类问题的明确和有限的步骤.【考向1】算法的概念【例题】下列语句是算法的个数为( )①从济南到巴黎:先从济南坐火车到北京,再坐飞机到巴黎;②统筹法中“烧水泡茶”的故事;③测量某棵树的高度,判断其是否为大树;④已知三角形的两边及夹角,利用三角形的面积公式求出该三角形的面积.4A.1 B.2 C.3 D.【评析】算法过程要做到一步一步地执行,每一步执行的操作必须确切,不能含糊不清,且在有限步后必须得到问题的结果.【考向2】经典算法【例题】“韩信点兵”问题.韩信是汉高祖刘邦手下的大将,为了保守军事机密,他在点兵时采用下述方法:先令士兵从1~3报数,结果最后一个士兵报2;再令士兵从1~5报数,结果最后一个士兵报3;又令士兵从1~7报数,结果最后一个士兵报4.这样,韩信很快就知道了自己部队士兵的总人数.请设计一个算法,求出士兵至少有多少人.解:在本题中,士兵从1~3报数,最后一个士兵报2,说明士兵的总人数是除以3余2,其他两种情况依此类推.(算法一)步骤如下:第一步:先确定最小的满足除以7余4的数是4;第二步:依次加7就得到所有满足除以7余4的数:4,11,18,25,32,39,46,53,60,…;第三步:在第二步所得的一列数中确定最小的满足除以5余3的正整数:18;第四步:依次加上35,得18,53,88,…;第五步:在第四步得到的一列数中,找到最小的满足除以3余2的正整数:53,这就是我们要求的数.(算法二)步骤如下:第一步:先确定最小的满足除以3余2的数是2;第二步:依次加3就得到所有满足除以3余2的数:2,5,8,11,14,17,20,23,26,29,32,35,38,41,44,47,50,53,56,…;第三步:在第二步所得的一列数中确定最小的满足除以5余3的正整数:8;第四步:然后依次加15就得8,23,38,53,…,不难看出,这些数既满足除以3余2,又满足除以5余3;第五步:在第四步所得的一列数中找到满足除以7余4的最小数是53,这就是我们要求的数.【评析】给出一个问题,设计算法时要注意:(1)认真分析问题,研究解决此问题的一般方法;(2)将解决问题的过程分解成若干步骤;(3)用简练的语言将各步骤表示出来;(4)把解题过程条理清楚地表达出来,就得到一个明确的算法.对于同一问题,可以设计不同的算法,其最终的结果是一样的,但解决问题的繁简程度不同,我们要寻找最优算法. 重点2:顺序结构 【要点解读】(1)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. (2)程序框图通常由程序框和流程线组成.(3)基本的程序框有终端框(起止框)、输入、输出框、处理框(执行框)、判断框. 输入语句、输出语句、赋值语句的格式与功能【考向1【例题】已知点P (x 0,y 0)和直线l :Ax +By +C =0,求点P (x 0,y 0)到直线l 的距离d ,写出其算法并画出流程图. 解:算法如下:第一步:输入x 0,y 0及直线方程的系数A ,B ,C . 第二步:计算z 1=Ax 0+By 0+C . 第三步:计算z 2=A 2+B 2. 第四步:计算d =||z 1z 2.第五步:输出d . 流程图如图所示:【评析】顺序结构是一种最简单、最基本的结构,可严格按照传统的解题思路写出算法步骤,画出程序框图.注意语句与语句之间,框与框之间是按从上到下的顺序进行的.【考向2】顺序结构语句【例题】请写出下面运算输出的结果.(1)a=5b=3c=(a+b)/2d=c*cPRINT “d=”;d(2)a=1b=2c=a+bb=a+c-bPRINT “a=,b=,c=”;a,b,c(3)a=10b=20c=30a=bb=cc=aPRINT “a=,b=,c=”;a,b,c解:(1)语句“c=(a+b)/2”是将a,b之和的一半赋值给变量c,语句“d=c*c”是将c的平方赋值给d,最后输出d的值.故输出结果为d=16.(2)语句“c=a+b”是将a,b之和赋值给c,语句“b=a+c-b”是将a+c-b的值赋值给了b.故输出结果为a=1,b=2,c=3.(3)经过语句“a=b”后a,b,c的值是20,20,30,经过语句“b=c”后a,b,c的值是20,30,30,经过语句“c=a”后a,b,c的值是20,30,20.故输出结果为a=20,b=30,c=20.【评析】①将一个变量的值赋给另一个变量,前一个变量的值保持不变;②可先后给一个变量赋多个不同的值,但变量的取值总是最后被赋予的值. 重点3:分支结构 【要点解读】 条件语句(1)算法中的条件结构与条件语句相对应. (2)条件语句的格式及框图 ①IF -THEN 格式②IF -THEN -ELSE 格式【考向1】分支机构程序框图【例题】某铁路客运部门规定甲、乙两地之间旅客托运行李的费用c (单位:元)与行李的重量w (单位:kg)之间的关系为c =⎩⎪⎨⎪⎧0.53w ,w ≤50,50×0.53+(w -50)×0.85,w >50.写出计算费用c 的算法并画出程序框图. 解:算法如下:第一步:输入行李的重量w ;第二步:如果w ≤50,那么c =0.53w , 否则c =50×0.53+(w -50)×0.85; 第三步:输出托运费c . 程序框图如图所示:【评析】条件结构的运用与数学的分类讨论有关.设计算法时,哪一步要分类讨论,哪一步就需要用条件结构.【考向2】条件语句【例题】设计算法,求关于x的方程ax+b=0的解.解:程序框图如图所示.根据框图可写出程序语言:INPUT a,bIF a〈〉0 THENPRINT “x=”;-b/aElSEIF b=0 THENPRINT “解集为R”ELSEPRINT “此方程无解”END IFEND IFEND【评析】对于三段或三段以上的分段函数求函数值的问题,通常需用条件语句的嵌套结构.本例是条件语句内套条件语句,即用了两个条件语句,必须有两个END IF,请读者指出前后END IF分别结束的条件语句.难点列表:难点详解: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 .反复执行的步骤称为 . 循环结构有如下两种形式:①如图1,这个循环结构有如下特征:在执行了一次循环体后,对条件进行判断,如果条件不满足,就继续执行循环体,直到条件满足时终止循环.因此,这种循环结构称为____________.②如图2表示的也是常见的循环结构,它有如下特征:在每次执行循环体前,对条件进行判断,当条件满足时,执行循环体,否则终止循环.因此,这种循环结构称为____________.循环语句 (1)当型循环语句当型(WHILE 型)语句的一般格式为: ________________. (2)直到型循环语句直到型(UNTIL 型)语句的一般格式为: ______________.【答案】循环结构 循环体 ①直到型循环结构 ②当型循环结构(1)WHILE 条件循环体WEND (2)DO 循环体LOOP UNTIL 条件难点1:循环结构 【要点解读】 循环语句(1)算法中的循环结构与循环语句相对应. (2)循环语句的格式及框图. ①UNTIL 语句②WHILE 语句【考向1】循环结构程序框图【例题】设计一个算法求1+12+…+19+110的值,并画出程序框图.解:当型循环: 算法如下:第一步:令i =1,S =0;第二步:若i ≤10成立,则执行第三步,否则,输出S ; 第三步:计算S =S +1i,i =i +1,返回第二步.程序框图如图所示:直到型: 算法如下:第一步:令i =1,S =0; 第二步:计算S =S +1i,i =i +1;第三步:若i >10,则输出S ,否则,返回第二步. 程序框图如图所示:【评析】如果算法问题里涉及的运算进行了许多次重复的操作,且先后参与运算的数之间有相同的规律,就可引入变量循环参与运算(我们称之为循环变量),应用循环结构.在循环结构中,要注意根据条件设计合理的计数变量、累加和累乘变量及其个数等,特别要使条件的表述恰当、准确.【考向2】循环语句【例题】读下面的程序:INPUT ni=1S=1WHILE i<=nS=S*ii=i+1WENDPRINT SEND上面的程序在执行时输入6,那么输出的结果为( )A.6 B.720 C.120 D.1【评析】计算机执行此程序时,遇到WHILE语句,先判断条件是否成立,如果成立,则执行WHILE和WEND 之间的循环体,然后返回到WHILE语句再判断上述条件是否成立,直至返回到WHILE语句判断上述条件不成立为止,这时不再执行循环体,而执行WEND后面的语句,这是当型循环.难点2:算法案例【要点解读】算法案例(1)辗转相除法辗转相除法是用于求两个正整数的最大公约数的一种方法,这种算法是由欧几里得在公元前330年左右首先提出的,因此又叫欧几里得算法.(2)更相减损术的定义任给两个正整数(若是偶数,先用2约数),以较大的数减较小的数,接着把所得的差与较小的数比较,并以大数减小数,直到所得的数相等为止,则这个数(等数)(或这个数与约简的数的乘积)就是所求的最大公约数.(3)秦九韶算法秦九韶算法是我国南宋数学家秦九韶在他的代表作《数书九章》中提出的一种用于计算一元n次多项式的值的方法.【考向1】辗转相除法与更相减损术【例题】用更相减损术求120与75的最大公约数时,反复相减,直至求出结果,进行减法运算的次数为( )A.4 B.5C.6 D.3解析:∵120-75=45,75-45=30,45-30=15,30-15=15,∴120与75的最大公约数是15,共进行4次减法运算.答案:A【考向2】秦九昭算法【例题】用秦九韶算法求多项式f(x)=7x7+6x6+5x5+4x4+3x3+2x2+x+8的值,当x=3时,v3的值为( )A.27 B.86C.262 D.789答案:B【趁热打铁】1.用辗转相除法求108和45的最大公约数为( )A.2 B.9C.18 D.272.已知程序如下:当输入x的值为5时,输出的结果为( )A.15 B.76C.84 D.343.某程序框图如图所示,该程序运行后输出S的结果是( )A.32B.16C.2512D.137604.下列程序运行后的输出结果是( )A.17 B.19C.21 D.235.计算机中常用16进制,采用数字0~9和字母A~F共16个计数符号,与10进制的对应关系如下表:A.1 612 B.364C.5 660 D.3606.如下框图,当x1=6,x2=9,p=8.5时,x3等于( )A.7 B.8C.10 D.117.如图框图(1)若输入4,则输出的是________;(2)若输出32,则输入的是________.8.阅读如图所示的程序框图,运行相应的程序,输出的结果S=________.9.根据如图所示的框图,说明该流程图解决什么问题,写出相应的算法,并回答下列问题:(1)若输入x 的值为5,则输出的结果是什么? (2)若输出的值为8,则输入的x 的值是什么? (3)要使输出的值最小,输入的x 的值应是多少?10.如图是为求310的值而设计的程序框图,请回答下列问题.(1)将空白处补上,指明它是循环结构中的哪一种类型; (2)画出它的另一种循环结构框图.第一章1解析:∵108=2×45+18,45=2×18+9,18=9×2, ∴108和45的最大公约数为9. 答案:B2解析:该程序表示的是输入x 输出函数y =⎩⎪⎨⎪⎧3x , x ≤5,5.5×10+x -, x >5的值.答案:A答案:C5解析:16C (16)=1×162+6×16+12×160=256+96+12=364. 答案:B6解析:当x 3=7时,|6-9|<|9-7|,即3<2,此时p =9+72=8,输出p =8,A 不正确;当x 3=8时,|6-9|<|9-8|,即3<1,此时p =9+82=8.5,输出p =8.5,B 正确.同理可验证C 、D 不正确.答案:B7解析:(1)若输入4, ∵4>1,∴y=-2×4+32=24.(2)若输出32,当x 2+4x =32时,x 1=4,x 2=-8; 当32=-2x +32时x =0,∵4>1,-8<1,当x =0时,y =02+4×0=0≠32, ∴x=-8.答案:(1)24 (2)-88解析:第一次循环S =1,a =3,n =2, 第二次循环S =4,a =5,n =3, 第三次循环S =9,a =7,跳出循环. 故输出的值为9. 答案:910解:(1)空白部分应填:i≤10?,它为当型循环结构;(2)直到型循环结构的程序框图如下图所示:。
必修3:知识点一:算法初步 1:算法的概念(1)算法概念: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,但是答案是唯一的。
⑤普遍性:很多具体的问题,都可以设计合理的算法去解决。
2: 程序框图(1)程序框图基本概念:①程序构图的概念: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。
一个程序框图包括以下几部分:表示相应操作的程序框;带箭头的流程线;程序框外必要文字说明。
学习这部分知识的时候,要掌握各个图形的形状、作用及使用规则,画程序框图的规则如下: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。
判断框具有超过一个退出点的唯一符号。
4、判断框分两大类,一类判断框“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,5、在图形符号内描述的语言要非常简练清楚。
3:算法的三种基本逻辑结构:顺序结构、条件结构、循环结构。
(1)顺序结构: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:条件结构是指在算法中通过对条件的判断根据条件是否成立而选择不同流向的 算法结构。
第一章算法初步本章教材分析算法是数学及其应用的重要组成部分,是计算科学的重要基础.算法的应用是学习数学的一个重要方面.学生学习算法的应用,目的就是利用已有的数学知识分析问题和解决问题.通过算法的学习,对完善数学的思想,激发应用数学的意识,培养分析问题、解决问题的能力,增强进行实践的能力等,都有很大的帮助.本章主要内容:算法与程序框图、基本算法语句、算法案例和小结.教材从学生最熟悉的算法入手,通过研究程序框图与算法案例,使算法得到充分的应用,同时也展现了古老算法和现代计算机技术的密切关系.算法案例不仅展示了数学方法的严谨性、科学性,也为计算机的应用提供了广阔的空间.让学生进一步受到数学思想方法的熏陶,激发学生的学习热情.在算法初步这一章中让学生近距离接近社会生活,从生活中学习数学,使数学在社会生活中得到应用和提高,让学生体会到数学是有用的,从而培养学生的学习兴趣.“数学建模”也是高考考查重点.本章还是数学思想方法的载体,学生在学习中会经常用到“算法思想” “转化思想”,从而提高自己数学能力.因此应从三个方面把握本章:(1)知识间的联系;(2)数学思想方法;(3)认知规律.本章教学时间约需12课时,具体分配如下(仅供参考):1.1.1 算法的概念约1课时1.1.2 程序框图与算法的基本逻辑结构约4课时1.2.1 输入语句、输出语句和赋值语句约1课时1.2.2 条件语句约1课时1.2.3 循环语句约1课时1.3算法案例约3课时本章复习约1课时1.1 算法与程序框图1.1.1 算法的概念整体设计教学分析算法在中学数学课程中是一个新的概念,但没有一个精确化的定义,教科书只对它作了如下描述:“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.”为了让学生更好理解这一概念,教科书先从分析一个具体的二元一次方程组的求解过程出发,归纳出了二元一次方程组的求解步骤,这些步骤就构成了解二元一次方程组的算法.教学中,应从学生非常熟悉的例子引出算法,再通过例题加以巩固.三维目标1.正确理解算法的概念,掌握算法的基本特点.2.通过例题教学,使学生体会设计算法的基本思路.3.通过有趣的实例使学生了解算法这一概念的同时,激发学生学习数学的兴趣.重点难点教学重点:算法的含义及应用.教学难点:写出解决一类问题的算法.课时安排 1课时教学过程导入新课思路1(情境导入)一个人带着三只狼和三只羚羊过河,只有一条船,同船可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羚羊.该人如何将动物转移过河?请同学们写出解决问题的步骤,解决这一问题将要用到我们今天学习的内容——算法. 思路2(情境导入)大家都看过赵本山与宋丹丹演的小品吧,宋丹丹说了一个笑话,把大象装进冰箱总共分几步?答案:分三步,第一步:把冰箱门打开;第二步:把大象装进去;第三步:把冰箱门关上. 上述步骤构成了把大象装进冰箱的算法,今天我们开始学习算法的概念. 思路3(直接导入)算法不仅是数学及其应用的重要组成部分,也是计算机科学的重要基础.在现代社会里,计算机已成为人们日常生活和工作中不可缺少的工具.听音乐、看电影、玩游戏、打字、画卡通画、处理数据,计算机是怎样工作的呢?要想弄清楚这个问题,算法的学习是一个开始. 推进新课 新知探究 提出问题(1)解二元一次方程组有几种方法? (2)结合教材实例⎩⎨⎧=+-=-)2(,12)1(,12y x y x 总结用加减消元法解二元一次方程组的步骤.(3)结合教材实例⎩⎨⎧=+-=-)2(,12)1(,12y x y x 总结用代入消元法解二元一次方程组的步骤.(4)请写出解一般二元一次方程组的步骤.(5)根据上述实例谈谈你对算法的理解. (6)请同学们总结算法的特征. (7)请思考我们学习算法的意义. 讨论结果:(1)代入消元法和加减消元法. (2)回顾二元一次方程组⎩⎨⎧=+-=-)2(,12)1(,12y x y x 的求解过程,我们可以归纳出以下步骤: 第一步,①+②×2,得5x=1.③ 第二步,解③,得x=51. 第三步,②-①×2,得5y=3.④ 第四步,解④,得y=53.第五步,得到方程组的解为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==.53,51y x(3)用代入消元法解二元一次方程组⎩⎨⎧=+-=-)2(,12)1(,12y x y x 我们可以归纳出以下步骤: 第一步,由①得x=2y -1.③第二步,把③代入②,得2(2y -1)+y=1.④ 第三步,解④得y=53.⑤ 第四步,把⑤代入③,得x=2×53-1=51. 第五步,得到方程组的解为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==.53,51y x(4)对于一般的二元一次方程组⎩⎨⎧=+=+)2(,)1(,222111c y b x a c y b x a其中a 1b 2-a 2b 1≠0,可以写出类似的求解步骤: 第一步,①×b 2-②×b 1,得 (a 1b 2-a 2b 1)x=b 2c 1-b 1c 2.③ 第二步,解③,得x=12212112b a b a c b c b --.第三步,②×a 1-①×a 2,得(a 1b 2-a 2b 1)y=a 1c 2-a 2c 1.④ 第四步,解④,得y=12211221b a b a c a c a --.第五步,得到方程组的解为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧--=--=.,1221122112212112b a b a c a c a y b a b a c b c b x(5)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.(6)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.(7)在解决某些问题时,需要设计出一系列可操作或可计算的步骤来解决问题,这些步骤称为解决这些问题的算法.也就是说,算法实际上就是解决问题的一种程序性方法.算法一般是机械的,有时需进行大量重复的计算,它的优点是一种通法,只要按部就班地去做,总能得到结果.因此算法是计算科学的重要基础.应用示例思路1例1 (1)设计一个算法,判断7是否为质数.(2)设计一个算法,判断35是否为质数.算法分析:(1)根据质数的定义,可以这样判断:依次用2—6除7,如果它们中有一个能整除7,则7不是质数,否则7是质数.算法如下:(1)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.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.(2)类似地,可写出“判断35是否为质数”的算法: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.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35.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.点评:上述算法有很大的局限性,用上述算法判断35是否为质数还可以,如果判断1997是否为质数就麻烦了,因此,我们需要寻找普适性的算法步骤.变式训练请写出判断n(n>2)是否为质数的算法.分析:对于任意的整数n(n>2),若用i表示2—(n-1)中的任意整数,则“判断n是否为质数”的算法包含下面的重复操作:用i除n,得到余数r.判断余数r是否为0,若是,则不是质数;否则,将i的值增加1,再执行同样的操作.这个操作一直要进行到i的值等于(n-1)为止.算法如下:第一步,给定大于2的整数n.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. 例2 写出用“二分法”求方程x2-2=0 (x>0)的近似解的算法.分析:令f(x)=x2-2,则方程x2-2=0 (x>0)的解就是函数f(x)的零点.“二分法”的基本思想是:把函数f(x)的零点所在的区间[a,b](满足f(a)·f(b)<0)“一分为二”,得到[a,m]和[m,b].根据“f(a)·f(m)<0”是否成立,取出零点所在的区间[a,m]或[m,b],仍记为[a,b].对所得的区间[a,b]重复上述步骤,直到包含零点的区间[a,b]“足够小”,则[a,b]内的数可以作为方程的近似解.解:第一步,令f(x)=x2-2,给定精确度d.第二步,确定区间[a,b],满足f(a)·f(b)<0.第三步,取区间中点m=2ba.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区间仍记为[a,b].第五步,判断[a,b]的长度是否小于d或f(m)是否等于0.若是,则m是方程的近似解;否则,返回第三步.当d=0.005时,按照以上算法,可以得到下表.a b |a-b|1 2 11 1.5 0.51.25 1.5 0.251.375 1.5 0.1251.375 1.437 5 0.062 51.406 25 1.437 5 0.031 251.406 25 1.421 875 0.015 6251.414 062 5 1.421 875 0.007 812 51.414 062 5 1.417 968 75 0.003 906 25于是,开区间(1.414 062 5,1.417 968 75)中的实数都是当精确度为0.005时的原方程的近似解.实际上,上述步骤也是求2的近似值的一个算法.点评:算法一般是机械的,有时需要进行大量的重复计算,只要按部就班地去做,总能算出结果,通常把算法过程称为“数学机械化”.数学机械化的最大优点是它可以借助计算机来完成,实际上处理任何问题都需要算法.如:中国象棋有中国象棋的棋谱、走法、胜负的评判准则;而国际象棋有国际象棋的棋谱、走法、胜负的评判准则;再比如申请出国有一系列的先后手续,购买物品也有相关的手续……思路2例1 一个人带着三只狼和三只羚羊过河,只有一条船,同船可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就会吃羚羊.该人如何将动物转移过河?请设计算法.分析:任何动物同船不用考虑动物的争斗但需考虑承载的数量,还应考虑到两岸的动物都得保证狼的数量要小于羚羊的数量,故在算法的构造过程中尽可能保证船里面有狼,这样才能使得两岸的羚羊数量占到优势.解:具体算法如下:算法步骤:第一步:人带两只狼过河,并自己返回.第二步:人带一只狼过河,自己返回.第三步:人带两只羚羊过河,并带两只狼返回.第四步:人带一只羊过河,自己返回.第五步:人带两只狼过河.点评:算法是解决某一类问题的精确描述,有些问题使用形式化、程序化的刻画是最恰当的.这就要求我们在写算法时应精练、简练、清晰地表达,要善于分析任何可能出现的情况,体现思维的严密性和完整性.本题型解决问题的算法中某些步骤重复进行多次才能解决,在现实生活中,很多较复杂的情境经常遇到这样的问题,设计算法的时候,如果能够合适地利用某些步骤的重复,不但可以使得问题变得简单,而且可以提高工作效率.例2 喝一杯茶需要这样几个步骤:洗刷水壶、烧水、洗刷茶具、沏茶.问:如何安排这几个步骤?并给出两种算法,再加以比较.分析:本例主要为加深对算法概念的理解,可结合生活常识对问题进行分析,然后解决问题.解:算法一:第一步,洗刷水壶.第二步,烧水.第三步,洗刷茶具.第四步,沏茶.算法二:第一步,洗刷水壶.第二步,烧水,烧水的过程当中洗刷茶具.第三步,沏茶.点评:解决一个问题可有多个算法,可以选择其中最优的、最简单的、步骤尽量少的算法.上面的两种算法都符合题意,但是算法二运用了统筹方法的原理,因此这个算法要比算法一更科学.例3 写出通过尺轨作图确定线段AB一个5等分点的算法.分析:我们借助于平行线定理,把位置的比例关系变成已知的比例关系,只要按照规则一步一步去做就能完成任务.解:算法分析:第一步,从已知线段的左端点A出发,任意作一条与AB不平行的射线AP.第二步,在射线上任取一个不同于端点A的点C,得到线段AC.第三步,在射线上沿AC的方向截取线段CE=AC.第四步,在射线上沿AC的方向截取线段EF=AC.第五步,在射线上沿AC的方向截取线段FG=AC.第六步,在射线上沿AC的方向截取线段GD=AC,那么线段AD=5AC.第七步,连结DB.第八步,过C作BD的平行线,交线段AB于M,这样点M就是线段AB的一个5等分点. 点评:用算法解决几何问题能很好地训练学生的思维能力,并能帮助我们得到解决几何问题的一般方法,可谓一举多得,应多加训练.知能训练设计算法判断一元二次方程ax2+bx+c=0是否有实数根.解: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Δ=b2-4ac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.点评:用算法解决问题的特点是:具有很好的程序性,是一种通法.并且具有确定性、逻辑性、有穷性.让我们结合例题仔细体会算法的特点.拓展提升中国网通规定:拨打市内电话时,如果不超过3分钟,则收取话费0.22元;如果通话时间超过3分钟,则超出部分按每分钟0.1元收取通话费,不足一分钟按一分钟计算.设通话时间为t(分钟),通话费用y(元),如何设计一个程序,计算通话的费用.解:算法分析:数学模型实际上为:y 关于t 的分段函数. 关系式如下:y=⎪⎩⎪⎨⎧∉>+-+∈>-+≤<).,3(),1]3([1.022.0),,3(),3(1.022.0),30(,22.0Z t T T Z t t t t 其中[t -3]表示取不大于t -3的整数部分. 算法步骤如下:第一步,输入通话时间t.第二步,如果t≤3,那么y=0.22;否则判断t ∈Z 是否成立,若成立执行 y=0.2+0.1×(t -3);否则执行y=0.2+0.1×([t -3]+1). 第三步,输出通话费用c. 课堂小结(1)正确理解算法这一概念.(2)结合例题掌握算法的特点,能够写出常见问题的算法. 作业课本本节练习1、2.设计感想本节的引入精彩独特,让学生在感兴趣的故事里进入本节的学习.算法是本章的重点也是本章的基础,是一个较难理解的概念.为了让学生正确理解这一概念,本节设置了大量学生熟悉的事例,让学生仔细体会反复训练.本节的事例有古老的经典算法,有几何算法等,因此这是一节很好的课例.1.1.2 程序框图与算法的基本逻辑结构整体设计教学分析用自然语言表示的算法步骤有明确的顺序性,但是对于在一定条件下才会被执行的步骤,以及在一定条件下会被重复执行的步骤,自然语言的表示就显得困难,而且不直观、不准确.因此,本节有必要探究使算法表达得更加直观、准确的方法.程序框图用图形的方式表达算法,使算法的结构更清楚、步骤更直观也更精确.为了更好地学好程序框图,我们需要掌握程序框的功能和作用,需要熟练掌握三种基本逻辑结构.三维目标1.熟悉各种程序框及流程线的功能和作用.2.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.在具体问题的解决过程中,理解程序框图的三种基本逻辑结构:顺序结构、条件结构、循环结构.3.通过比较体会程序框图的直观性、准确性.重点难点数学重点:程序框图的画法.数学难点:程序框图的画法.课时安排4课时教学过程第1课时程序框图及顺序结构导入新课思路1(情境导入)我们都喜欢外出旅游,优美的风景美不胜收,如果迷了路就不好玩了,问路有时还听不明白,真是急死人,有的同学说买张旅游图不就好了吗,所以外出旅游先要准备好旅游图.旅游图看起来直观、准确,本节将探究使算法表达得更加直观、准确的方法.今天我们开始学习程序框图.思路2(直接导入)用自然语言表示的算法步骤有明确的顺序性,但是对于在一定条件下才会被执行的步骤,以及在一定条件下会被重复执行的步骤,自然语言的表示就显得困难,而且不直观、不准确.因此,本节有必要探究使算法表达得更加直观、准确的方法.今天开始学习程序框图. 推进新课新知探究提出问题(1)什么是程序框图?(2)说出终端框(起止框)的图形符号与功能.(3)说出输入、输出框的图形符号与功能.(4)说出处理框(执行框)的图形符号与功能.(5)说出判断框的图形符号与功能.(6)说出流程线的图形符号与功能.(7)说出连接点的图形符号与功能.(8)总结几个基本的程序框、流程线和它们表示的功能.(9)什么是顺序结构?讨论结果:(1)程序框图又称流程图,是一种用程序框、流程线及文字说明来表示算法的图形.在程序框图中,一个或几个程序框的组合表示算法中的一个步骤;带有方向箭头的流程线将程序框连接起来,表示算法步骤的执行顺序.(2)椭圆形框:表示程序的开始和结束,称为终端框(起止框).表示开始时只有一个出口;表示结束时只有一个入口.(3)平行四边形框:表示一个算法输入和输出的信息,又称为输入、输出框,它有一个入口和一个出口.(4)矩形框:表示计算、赋值等处理操作,又称为处理框(执行框),它有一个入口和一个出口.(5)菱形框:是用来判断给出的条件是否成立,根据判断结果来决定程序的流向,称为判断框,它有一个入口和两个出口.(6)流程线:表示程序的流向.(7)圆圈:连接点.表示相关两框的连接处,圆圈内的数字相同的含义表示相连接在一起.(8)总结如下表.图形符号名称功能终端框(起止框)表示一个算法的起始和结束输入、输出框表示一个算法输入和输出的信息处理框(执行框)赋值、计算判断框判断某一条件是否成立,成立时在出口处标明“是”或“Y”;不成立时标明“否”或“N”流程线连接程序框连接点连接程序框图的两部分(9)很明显,顺序结构是由若干个依次执行的步骤组成的,这是任何一个算法都离不开的基本结构.三种逻辑结构可以用如下程序框图表示:顺序结构条件结构循环结构应用示例例1 请用程序框图表示前面讲过的“判断整数n(n>2)是否为质数”的算法.解:程序框图如下:点评:程序框图是用图形的方式表达算法,使算法的结构更清楚,步骤更直观也更精确.这里只是让同学们初步了解程序框图的特点,感受它的优点,暂不要求掌握它的画法. 变式训练观察下面的程序框图,指出该算法解决的问题.解:这是一个累加求和问题,共99项相加,该算法是求100991431321211⨯++⨯+⨯+⨯ 的值.例2 已知一个三角形三条边的边长分别为a ,b ,c ,利用海伦—秦九韶公式设计一个计算三角形面积的算法,并画出程序框图表示.(已知三角形三边边长分别为a,b,c ,则三角形的面积为S=))()((c p b p a p p ---),其中p=2cb a ++.这个公式被称为海伦—秦九韶公式)算法分析:这是一个简单的问题,只需先算出p 的值,再将它代入分式,最后输出结果.因此只用顺序结构应能表达出算法. 算法步骤如下:第一步,输入三角形三条边的边长a,b,c. 第二步,计算p=2cb a ++. 第三步,计算S=))()((c p b p a p p ---.第四步,输出S.程序框图如下:点评:很明显,顺序结构是由若干个依次执行的步骤组成的,它是最简单的逻辑结构,它是任何一个算法都离不开的基本结构. 变式训练下图所示的是一个算法的流程图,已知a 1=3,输出的b=7,求a 2的值.解:根据题意221a a =7, ∵a 1=3,∴a 2=11.即a 2的值为11.例3 写出通过尺轨作图确定线段AB 的一个5等分点的程序框图. 解:利用我们学过的顺序结构得程序框图如下:点评:这个算法步骤具有一般性,对于任意自然数n ,都可以按照这个算法的思想,设计出确定线段的n 等分点的步骤,解决问题,通过本题学习可以巩固顺序结构的应用. 知能训练有关专家建议,在未来几年内,中国的通货膨胀率保持在3%左右,这将对我国经济的稳定有利无害.所谓通货膨胀率为3%,指的是每年消费品的价格增长率为3%.在这种情况下,某种品牌的钢琴2004年的价格是10 000元,请用流程图描述这种钢琴今后四年的价格变化情况,并输出四年后的价格.解:用P 表示钢琴的价格,不难看出如下算法步骤: 2005年P=10 000×(1+3%)=10 300; 2006年P=10 300×(1+3%)=10 609; 2007年P=10 609×(1+3%)=10 927.27; 2008年P=10 927.27×(1+3%)=11 255.09; 因此,价格的变化情况表为:年份 2004 2005 2006 2007 2008 钢琴的价格 10 00010 30010 60910 927.2711 255.09程序框图如下:点评:顺序结构只需严格按照传统的解决数学问题的解题思路,将问题解决掉.最后将解题步骤 “细化”就可以.“细化”指的是写出算法步骤、画出程序框图. 拓展提升如下给出的是计算201614121++++ 的值的一个流程图,其中判断框内应填入的条件是______________.答案:i>10.课堂小结(1)掌握程序框的画法和功能.(2)了解什么是程序框图,知道学习程序框图的意义.(3)掌握顺序结构的应用,并能解决与顺序结构有关的程序框图的画法.作业习题1.1A 1.设计感想首先,本节的引入新颖独特,旅游图的故事阐明了学习程序框图的意义.通过丰富有趣的事例让学生了解了什么是程序框图,进而激发学生学习程序框图的兴趣.本节设计题目难度适中,逐步把学生带入知识的殿堂,是一节好的课例.第2课时条件结构导入新课思路1(情境导入)我们以前听过这样一个故事,野兽与鸟发生了一场战争,蝙蝠来了,野兽们喊道:你有牙齿是我们一伙的,鸟们喊道:你有翅膀是我们一伙的,蝙蝠一时没了主意.过了一会儿蝙蝠有了一个好办法,如果野兽赢了,就加入野兽这一伙,否则加入另一伙,事实上蝙蝠用了分类讨论思想,在算法和程序框图中也经常用到这一思想方法,今天我们开始学习新的逻辑结构——条件结构.思路2(直接导入)前面我们学习了顺序结构,顺序结构像是一条没有分支的河流,奔流到海不复回,事实上多数河流是有分支的,今天我们开始学习有分支的逻辑结构——条件结构.推进新课新知探究提出问题(1)举例说明什么是分类讨论思想?(2)什么是条件结构?(3)试用程序框图表示条件结构.(4)指出条件结构的两种形式的区别.讨论结果:(1)例如解不等式ax>8(a≠0),不等式两边需要同除a,需要明确知道a的符号,但条件没有给出,因此需要进行分类讨论,这就是分类讨论思想.(2)在一个算法中,经常会遇到一些条件的判断,算法的流程根据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.(3)用程序框图表示条件结构如下.条件结构:先根据条件作出判断,再决定执行哪一种操作的结构就称为条件结构(或分支结构),如图1所示.执行过程如下:条件成立,则执行A框;不成立,则执行B框.图1 图2注:无论条件是否成立,只能执行A、B之一,不可能两个框都执行.A、B两个框中,可以有一个是空的,即不执行任何操作,如图2.(4)一种是在两个“分支”中均包含算法的步骤,符合条件就执行“步骤A”,否则执行“步骤B”;另一种是在一个“分支”中均包含算法的步骤A,而在另一个“分支”上不包含算法的任何步骤,符合条件就执行“步骤A”,否则执行这个条件结构后的步骤.应用示例例1 任意给定3个正实数,设计一个算法,判断以这3个正实数为三边边长的三角形是否存在,并画出这个算法的程序框图.算法分析:判断以3个任意给定的正实数为三条边边长的三角形是否存在,只需验证这3个数中任意两个数的和是否大于第3个数.这个验证需要用到条件结构.算法步骤如下:第一步,输入3个正实数a,b,c.第二步,判断a+b>c,b+c>a,c+a>b是否同时成立.若是,则存在这样的三角形;否则,不存在这样的三角形.程序框图如右图:点评:根据构成三角形的条件,判断是否满足任意两边之和大于第三边,如果满足则存在这样的三角形,如果不满足则不存在这样的三角形.这种分类讨论思想是高中的重点,在画程序框图时,常常遇到需要讨论的问题,这时要用到条件结构.例2 设计一个求解一元二次方程ax2+bx+c=0的算法,并画出程序框图表示.。