高一数学循环结构2
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第3课时循环结构[核心必知]1.循环结构的概念在算法中,从某处开始,按照一定的条件反复执行某些步骤的结构称为循环结构,用算法框图如图所示.反复执行的部分称为循环体,控制着循环的开始和结束的变量,称为循环变量,决定是否继续执行循环体的判断条件,称为循环的终止条件.2.循环结构的设计过程设计循环结构之前需要确定的三件事:(1)确定循环变量和初始值;(2)确定算法中反复执行的部分,即循环体;(3)确定循环的终止条件.循环结构的算法框图的基本模式,如图所示.[问题思考]1.循环结构中一定含有选择结构吗?提示:在循环结构中需要判断是否继续循环,故循环结构中一定含有选择结构.2.循环结构中判断框中条件是唯一的吗?提示:不是,在具体的算法框图设计时,判断框中的条件可以不同,但不同的表示应该有共同的确定的结果.3.算法框图的基本结构有哪些?提示:顺序结构、选择结构和循环结构.讲一讲1.利用循环结构写出12+23+…+100101的算法并画出相应的算法框图.[尝试解答] 算法如下: 1.S =0; 2.i =1; 3.S =S +ii +1;4.i =i +1;5.如果i 不大于100,转第3步,否则输出S . 相应框图如下图表示:1.如果算法问题中涉及到的运算进行了多次重复,且参与运算的数前后有规律可循,就可以引入变量以参与循环结构.2.在不同的循环结构中,应注意判断条件的差别,及计数变量和累加(乘)变量的初始值与运算框先后关系的对应性.练一练1.利用循环结构写出1×2×3×…×100的算法.并画出相应的框图. 解:算法步骤如下: 1.S =1; 2.i =1;3.S=S×i;4.i=i+1;5.判断i是否大于100,若成立,则输出S,结束算法;否则返回第3步重新执行.算法框图如图所示:讲一讲2.1×3×5×…×n>1000.问:如何寻找满足条件的n的最小正整数值?请设计算法框图.[尝试解答] 算法框图如下图所示:解决该类问题一般分以下几个步骤:(1)根据题目条件写出算法并画出相应的框图;(2)依据框图确定循环结束时,循环变量的取值;(3)得出结论.练一练2.看下面的问题:1+2+3+…+( )>10 000,这个问题的答案虽然不唯一,但我们只要确定出满足条件的最小正整数n0,括号内填写的数字只要大于或等于n0即可.画出寻找满足条件的最小正整数n0的算法的算法框图.解:1.S=0;2.n=0;3.n=n+1;4.S=S+n;5.如果S>10 000,则输出n,否则执行6;6.回到3,重新执行4,5.框图如右图:讲一讲3.某高中男子田径队的50 m赛跑成绩(单位:s)如下:6.3 , 6.6, 7.1, 6.8, 7.1, 7.4, 6.9, 7.4, 7.5, 7.6, 7.8, 6.4, 6.5, 6.4, 6.5, 6.7, 7.0, 6.9, 6.4, 7.1, 7.0, 7.2.设计一个算法,从这些成绩中搜索出成绩小于6.8 s的队员,并画出算法框图.[尝试解答] 此男子田径队有22人,要解决该问题必须先对运动员进行编号.设第i个运动员编号为N i,成绩为G i,设计的算法如下:1.i=1.2.输入N i,G i.3.如果G i<6.8,则输出N i,G i,并执行4;否则直接执行4.4.i=i+1.5.如果i≤22,则返回2;否则,算法结束.该算法的框图如图所示.解决此类问题的关键是读懂题目,建立合适的模型,注意循环结构与选择结构的灵活运用.练一练3.2000年底我国人口总数约为13亿,现在我国人口平均年增长率为1%,写出计算多少年后我国的人口总数将达到或超过18亿的算法框图.解:【解题高手】【易错题】阅读如图所示的算法框图,若输出S的值为-7,则判断框内可填写( )A.i<3 B.i<4 C.i<5 D.i<6[错解]i=1,S=2;S=2-1=1,i=1+2=3;S=1-3=-2,i=3+2=5;S=-2-5=-7.由题意可知,S=-7.故应填“i<5”.选C.[错因] 循环终止的条件写错,没有将循环进行彻底,计算完S值后,忽略了i值的计算,若填“i<5”,则输出S值为-2.[正解]i=1,S=2;S=2-1=1,i=1+2=3;S=1-3=-2,i=3+2=5;S=-2-5=-7,i=5+2=7.若终止循环后输出s值为-7,则判断框内应填“i<6”.[答案] D1.以下说法不.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,反复执行某些处理步骤,故循环结构一定包含选择结构C.循环结构不一定包含选择结构D.用算法框图表示的算法更形象、直观,容易理解解析:选C 显然循环结构一定包含选择结构.2.用二分法求方程x2-2=0的近似解的算法中要用到的算法结构是( )A.顺序结构B.选择结构 C.循环结构 D.以上都用解析:选D 任何一个算法都有顺序结构,循环结构一定包含选择结构,二分法用到循环结构.3.(山东高考)执行两次如图所示的算法框图,若第一次输入的a 的值为-1.2,第二次输入的a 的值为1.2,则第一次、第二次输出的a 的值分别为( )A .0.2,0.2B .0.2,0.8C .0.8,0.2D .0.8,0.8解析:选C 两次运行结果如下:第一次:-1.2→-1.2+1→-0.2+1→0.8; 第二次:1.2→1.2-1→0.2.4.如图所示,该框图是计算12+14+16+…+120的值的一个算法框图,其中判断框内应填入的条件是________.解析:要实现算法,算法框图中最后一次执行循环体时,i 的值应为10,当条件i =11>10时就会终止循环,所以条件为i ≤10.答案:i ≤105.(浙江高考)若某程序框图如图所示,则该程序运行后输出的值是________.解析:运行程序后,i =1,T =1;i =2,T =12;i =3,T =16;i =4,T =124;i =5,T =1120;i =6>5,循环结束.则输出的值为1120. 答案:11206.给出以下10个数:5,9,80,43,95,73,28,17,60,36,要求把大于40的数找出来并输出,试画出解决该问题的算法框图.解:一、选择题1.下面的框图中是循环结构的是( )A .①②B .②③C .③④D .②④解析:选C ①是顺序结构,②是选择结构,③④是循环结构.2.(天津高考)阅读下边的程序框图,运行相应的程序,则输出S 的值为( )A .8B .18C .26D .80解析:选 C 程序执行情况为S =31-30=2,n =2;S =2+32-31=8,n =3;S =8+33-32=26,n =4≥4,跳出循环.故输出26.3.(北京高考)执行如图所示的程序框图,输出的S 值为( )A .2B .4C .8D .16解析:选C 框图的功能为计算S =1·20·21·22的值,计算结果为8. 4.图中所示的是一个算法的框图,则其表达式为( )A.11+2+3+…+99 B.11+2+3+…+100 C.199 D.1100解析:选 A 依题意当i ≤99时,S =1+2+...+99,当i =100时,S =11+2+3+ (99)5.(天津高考)阅读如图所示的算法框图, 运行相应的算法.若输入x 的值为1, 则输出S的值为( )A .64B .73C .512D .585解析:选B 第1次循环,S =1,不满足判断框内的条件,x =2;第2次循环,S =9,不满足判断框内的条件,x =4;第3次循环,S =73,满足判断框内的条件,跳出循环,输出S =73.二、填空题6.阅读如图所示的框图,若输入m =4,n =3,则输出a =________,i =________.解析:由算法框图可知,当a =m ×i =4×i 能被n =3整除时输出a 和i 并结束程序.显然,当i =3时,a 可以被3整除,故i =3,此时a =4×3=12.答案:12 37.(江西高考)下图是某算法的程序框图,则程序运行后输出的结果是________.解析:此框图依次执行如下循环:第一次:T =0,k =1,sin π2>sin 0成立,a =1,T =T +a =1,k =2,2<6,继续循环;第二次:sin π>sin π2不成立,a =0,T =T +a =1,k =3,3<6,继续循环;第三次:sin 3π2>sin π不成立,a =0,T =T +a =1,k =4,4<6,继续循环;第四次:sin 2π>sin 3π2成立,a =1,T =T +a =2,k =5,5<6,继续循环; 第五次:sin 5π2>sin 2π成立,a =1,T =T +a =3,k =6,跳出循环,输出的结果是3. 答案:38.若算法框图所给的程序运行的结果为S =90,那么判断框中应填入的关于k 的判断条件是________.解析:由算法框图可知其作用是计算S =1×10×9×…,当运行结果为S =90时,应有S =1×10×9,∴当k =8时应符合条件且k >8不符合条件,∴条件应为k ≤8或k <9.答案:k ≤8或k <9三、解答题9.设计求1+4+7+10+…+40的一个算法,并画出相应的算法框图.解:算法:1.令S =0,i =1.2.S =S +i .3.i =i +3.4.若i ≤40,返回第2步;重新执行第2、3、4步;若i >40,执行第5步.5.输出S 的值.算法框图如图所示:法一: 法二:10.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,画出算法框图.解:算法框图如下所示:。