更相减损术原理PPT课件
《更相减损术原理》课件
更相减损术在古代数学中占有 重要地位,对后世数学的发展 产生了深远影响。
更相减损术的起源和发展
更相减损术的起源可以追溯到《九章算术》中的“衰分”章,该章详细介绍了如何 使用更相减损术求解等差数列和等比数列的通项公式和求和公式。
随着时间的推移,更相减损术逐渐发展完善,成为中国古代数学中的一种重要算法 。
未来发展趋势
大数据处理
随着大数据技术的不断发展,更 相减损术将更多地应用于大数据
处理领域,发挥其优势。
云计算应用
借助云计算平台,实现更相减损术 的云端计算,为更多用户提供服务 。
人工智能融合
更相减损术将与人工智能技术进一 步融合,推动人工智能领域的发展 。
对更相减损术的期望
拓展应用领域
希望更相减损术能够拓展到更多领域,解决更多 实际问题。
03
历史价值
更相减损术作为我国古代数学的重要成果,对于研究古代数学思想和算
法具有很高的历史价值。
缺点分析
局限性
更相减损术在处理负数和复数时存在困难,无法直接应用 。此外,对于一些特殊数(如质数),该算法需要进行特 殊处理,增加了运算的复杂性。
对初值敏感
更相减损术对初值的选择较为敏感,初值的不同可能导致 算法在局部最优解附近徘徊,无法收敛到全局最优解。
之一。
原理的数学表达
更相减损术的数学表达通常采
用欧几里得算法,其基本步骤
如下
01
1. 任意取两个正整数,分别记
作 a 和 b。
02
2. 如果 b 为0,那么 a 就是最
大公约数。
03
3. 如果 b 不为0,那么从 a 中
减去 b,记作 a := a - b。
04
1.3.1 辗转相除法与更相减损术、秦九韶算法(共32张PPT)
算法案例
第一课时 辗转相除法 与更相减损术、秦九韶算法
知识能力目标引航 1.理解辗转相除法与更相减损术的含义,了解其执行过程,并会求最 大公约数. 2.掌握秦九韶算法的计算过程,了解它提高计算效率的实质,并会求 多项式的值. 3.进一步体会算法的基本思想.
1.辗转相除法与更相减损术 (1)辗转相除法. ①算法步骤: 第一步,给定两个正整数 m,n. 第二步,计算 m 除以 n 所得的余数 r. 第三步,m=n,n=r. 第四步,若 r=0,则 m,n 的最大公约数等于 m;否则返回第二步. ②程序框图如图所示.
求两个正整数的最大公约数的问题,可以用辗转相除法,也可以 用更相减损术.用辗转相除法,即根据 a=nb+r 这个式子,反复相除,直 到 r=0 为止;用更相减损术,即根据 r=|a-b|这个式子,反复相减,直到 r=0 为止.
题型二 求多项式的值 【例题 2】 用秦九韶算法求多项式 f(x)=7x7+6x6+5x5+4x4+3x3+2x2+x 当 x=3 时的值. 分析:解决本题首先需要将原多项式化成 f(x)=((((((7x+6)x+5)x+4)x+3)x+2)x+1)x 的形式,其次再弄清 v0,v1,v2,…,v7 分别是多少,再针对这些式子进行计算.
秦九韶算法的关键在于把 n 次多项式转化为一次多项式,注意 体会递推的实现过程,实施运算时要由内向外,一步一步执行.
题型三
易错辨析
【例题 3】已知 f(x)=3x4+2x2+4x+2,利用秦九韶算法求 f(-2)的值. 错解:f(x)=((3x2+2)x+4)x+2, v1=3×(-2)2+2=14; v2=14×(-2)+4=-24; v3=-24×(-2)+2=50. 故 f(-2)=50. 错因分析:所求 f(-2)的值是正确的,但是错解中没有抓住秦九韶 算法原理的关键,正确改写多项式,并使每一次计算只含有 x 的一次 项. 正解:f(x)=3x4+0·x3+2x2+4x+2=(((3x+0)x+2)x+4)x+2, v1=3×(-2)+0=-6; v2=-6×(-2)+2=14; v3=14×(-2)+4=-24; v4=-24×(-2)+2=50. 故 f(-2)=50.
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3. 相等后剩下的值即为它们的最大公约 数。
3. 在剩下的差中找公因数,进行约分。
3
小技巧
需要注意的是,更相减损术的运算结果 可能不是最简分数。可以用最大公约数 约掉结果的公因数。
应用实例
能源
更相减损术的原理可以应用于风力发电机和太阳能 板等领域,帮助我们计算能源之间的差距。
天文学
更相减损术可以帮助我们计算天上星球之间的距离, 并建立更准确的星图。
比例
将较大的数减去较小的数可 得到一个差,差将比原数小。
公因数
如果两个数拥有相同的公因 数,将它们约出来可得到更 小的数字。
步骤和运算规则
1
步骤
1. 找到两个要相减的数,记为a和b。
运算规则
2
2. 不断将a和b中的较大数减去较小数,
1. 在两个数的差中找公因数。
直到它们相等为止。
2. 将公因数约成一部分。
缺点
• 速度比较慢,适用性较局限 • 不容易应用于复杂的数学问题 • 不能够保证在所有的情况下都能得到最简结果
结论和总结
更相减损术虽然已经是过去的算法,但它的原理和思维方法依然有启发意义。我们可以通过了解更相减损术的 原理,更好地发掘数学和计算机背后的本质。
与其他计算方法的Biblioteka 较1 加法法则更相减损术比加法法则多 了很多步骤,但它的方法 更容易推广到更高级别的 数学概念中。
2 分治法
分治法更适用于更复杂的 问题,而更相减损术则更 适用于简单的计算。
3 辗转相除法
辗转相除法是一个更快速 的算法,但它的原理更难 以理解。
优缺点
优点
• 易于理解和学习 • 可以帮助我们更好地理解其他算法 • 适用于简单的计算或基础的数学问题
1.3.2 更相减损术ppt
《九章算术》——更相减损术
算理:可半者半之,不可半者,副 置分 母、 子之数,以少减多,更相减损,求其等也,以 等数约之。
第一步:任意给定两个正整数;判断他们是否都是 偶数。若是,则用2不断约简,使他们不同时是偶 数;若不是,则执行第二步。 第二步: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。继续这个操作, 直到所得的减数和差相等为止,则这个等数或者这 个数与约简数的乘积就是所求的最大公约数。
理论迁移
例1 分别用辗转相除法和更相减损 术求168与72的最大公约数. 辗转相除法:168=72×2+24
72=24×3+0 即:168和72的最大公约数是24
更相减损术:
168-72=96 96-72=24 72-24=48 48-24=24 即:168和72的最大公约数是24
1.用更相减损术求153与119的最大公约数.
例3 用更减损术求98与63的最大公约数
解:由于63不是偶数,把98和63以大数减小数, 并辗转相减: 98-63=35 63-35=28 35-28=7 28-7=21 21-7=14 14-7=7 所以,98和63的最大公约数等于7 练习: 用更相减损术求两个正数84与72的最大公约数.
2、更相减损术 (1)算理:所谓更相减损术,就是对于给 定的两个数,用较大的数减去较小的数,然 后将差和较小的数构成新的一对数,再用较 大的数减去较小的数,反复执行此步骤直到 差数和较小的数相等,此时相等的两数便为 原来两个数的最大公约数。
解:17 2.用更相减损术求2 004与4 509的最大公约数. 解:501
小结
比较辗转相除法与更相减损术的区别
辗转相除法和更相减损法讲义PPT优秀课件
完整的过程 8251=6105×1+2146
例2 用辗转相除法求225和135的最大公约数 225=135×1+90
6105=2146×2+1813
135=90×1+45
2146=1813×1+333 1813=333×5+148
90=45×2
显然45是90和45的最大公约数,也就是 225和135的最大公约数
例3 用更相减损术求98与63的最大公约数
解:由于63不是偶数,把98和63以大数减小数,并辗转相减 98-63=35 63-35=28 35-28=7 28-7=21 21-7=14 14-7=7
所以,98和63的最大公约数等于7
练习2:用更相减损术求两个正数84与72的最大
公约数。 (12)
更相减损术算法
辗转相除法是一个反复执行直到余数等于0停止的步骤,这实际上是
一个循环结构。
m=n×q+r
用程序框图表示出右边的过程
8251=6105×1+2146
r=m MOD n
m=n
n=r
r=0?
否
是
6105=2146×2+1813 2146=1813×1+333 1813=333×5+148
333=148×2+37 148=37×4+0
第一步,给定两个正整数,不妨设m>n, 第二步,若m,n都是偶数,则不断用2约简,使他
们不同时是偶数,约简后的两个数仍记为 m,n 第三步,d=m-n 第四步,判断”d<>0”是否成立,若是,则将n,d 中较大者记为m,较小的记为n,返回第三步; 否则,2^k *d(k是约简整数的2的个数)为所 求的最大公约数.
辗转相除法与更相减损术 课件
问题导学 (1)什么叫辗转相除法? (2)什么叫更相减损术? (3)辗转相除法与更相减损术的区别是什么?
1.辗转相除法 辗转 相除 法又 叫_欧__几__里__得___ 算法 ,是一 种求 两个 正整 数的 __最__大__公__约__数__的古老而有效的算法. (1)算法思想 对于给定的两个正整数,用较大的数除以较小的数,若余数不 为零,则将余数和较小的数构成新的数对,继续上面的除法, 直到大数被小数除尽,则这时较小的数就是原来两个数的最大 公约数.
2.更相减损术 更相减损术是我国古代数学专著《九章算术》中介绍的一种求 两个正整数的__最__大__公__约__数__的算法. (1)算法思想 任意给定两个正整数,判断它们是否都是偶数.若是,用 2 约 简;若不是,以较大的数减去较小的数,接着把所得的差与较 小的数比较,并以大数减小数,继续这个操作,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)程序框图和相应程序 程序框图如图所示,程序如下.
辗转相除法与更相减损术(求最大公约数)
用辗转相除法求 612 与 468 的最大公约数,并用更相减 损术检验所得结果. 【解】 用辗转相除法: 612=468×1+144,468=144×3+36,144=36×4, 即 612 和 4步骤 根据上面的算法思想,我们可以整理出更相减损术的算法步骤 如下: 第一步,输入两个正整数 a,b. 第二步,判断 a 是否不等于 b,若是,则执行第三步;否则执 行第四步. 第三步,判断 a 是否大于 b,若是,则 a=a-b,返回第二步; 否则执行 b=b-a,返回第二步. 第四步,输出 a 的值.
【答案】 A
利用辗转相除法或更相减损术求最大公约数的算法思想设计算 法程序与框图体现了数学文化与现代数学的高度融合.解决此 类问题可以从算法本身出发,根据算法解决,若能够掌握辗转 相除法与更相减损术的算法思想,读懂程序框图的含义,求解 问题更准确,这是数学文化背景下的典型应用.
更相减损术
更相减损术
1 简介
更相减损术是出自《九章算术》的一种求最大公约数的算法,它原本是为约分而设计的,但它适用于任何需要求最大公约数的场合。
2 算法思想
《九章算术》是中国古代的数学专著,其中的“更相减损术”可以用来求两个数的最大公约数,即“可半者半之,不可半者,副置分母、子之数,以少减多,更相减损,求其等也。
以等数约之。
”
翻译成现代语言如下:
第一步:任意给定两个正整数;判断它们是否都是偶数。
若是,则用2约简;若不是则执行第二步。
第二步: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。
继续这个操作,直到所得的减数和差相等为止。
则第一步中约掉的若干个2与第二步中等数的乘积就是所求的最大公约数。
其中所说的“等数”,就是最大公约数。
求“等数”的办法是“更相减损”法。
更相减损术原理
更相减损术原理更相减损术,又称为欧几里得算法,是一种用于求解最大公约数的古老而有效的方法。
它的原理简单而精妙,可以通过一系列的减法操作来找到两个数的最大公约数。
在这篇文档中,我们将深入探讨更相减损术的原理,并通过实例来展示其应用。
首先,让我们来了解更相减损术的基本原理。
假设有两个正整数a和b,其中a大于b。
我们可以通过以下步骤来求解它们的最大公约数:1. 如果a和b相等,那么它们的最大公约数即为它们的值;2. 如果a和b不相等,那么我们可以计算它们的差值,即a减去b,然后用较小的数和这个差值再次进行比较;3. 重复以上步骤,直到两个数相等为止。
通过这样的逐步减法操作,最终我们可以得到a和b的最大公约数。
这个过程中,我们不断地用较大的数减去较小的数,直到它们相等为止,这就是更相减损术的核心原理。
接下来,让我们通过一个具体的例子来演示更相减损术的应用。
假设我们要求解36和24的最大公约数,我们可以按照以下步骤进行:1. 36 24 = 12。
2. 24 12 = 12。
3. 12 12 = 0。
在这个例子中,我们通过连续的减法操作,最终得到36和24的最大公约数为12。
这个过程清晰地展示了更相减损术的原理和应用。
除了求解最大公约数外,更相减损术还可以用于其他数论问题的求解,比如判断两个数是否互质、计算两个数的最小公倍数等。
它的简洁而高效的特点使得它在数学领域得到了广泛的应用。
总之,更相减损术是一种古老而有效的求解最大公约数的方法,它通过连续的减法操作,可以快速而准确地找到两个数的最大公约数。
通过本文的介绍和实例演示,相信大家对更相减损术的原理和应用有了更深入的理解。
希望本文能够帮助大家更好地掌握这一数学方法,为日后的学习和应用打下坚实的基础。
人教A版高中数学必修三课件1.3.1更相减损术
例1.试求98与63的最大公约数.
解: 由于63不是偶数,把98和63以大数减小数, 并辗转相减
∵ 98-63=35 63-35=28 35-28=7 28-7=21 21-7=14 14-7=7
∴98与63的最大公约数为7
练习:用更相减损术求下列各组数的最大公约数. (1)225,135;(2)84,72; (3)8251,?最大公约数呢?
为什么? (1)112、42;(2) 42、70.
解:∵ 112-42=70
gcd(112,42)=gcd(42,70)
70-42=28 42-28=14 28-14=14
=gcd(42,28) =gcd(28,14) =gcd(14,14) =14
∴112与42的最大公约数为14
gcd(a,b)表示正整数a与b的最大公约数
《九章算术》——更相减损术
算理:可半者半之,不可半者,副置分母、子之数, 以少减多,更相减损,求其等也,以等数约之。
第一步:任意给定两个正整数;判断他们是否都是 偶数。若是,则用2约简;若不是则执行第二步。
第二步:以较大的数减去较小的数,接着把所得的 差与原来较小的数相比较,并再次以较大 的数减去较小的数,一直重复这个步骤到 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.
比较辗转相除法与更相减损法的区别
1 都是求最大公约数的方法,计算上辗转相除法 以除法为主,更相减损法以减法为主,计算次 数上辗转相除法计算次数较少,特别当两个数 字大小区别较大时计算次数的区别较明显。
2 从结果体现形式来看,辗转相除法体现结果是 以相除余数为0而更相减损法则以减数与差相等 而得到。
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更相减损术原理解释
更相减损术是中国古代一种用于求两个正整数最大公约数的算法,也称为“相减法”。
其原理可以简单地解释如下:
假设有两个正整数a和b,其中a>b。
用较大的数a减去较小的数b,得到一个新的差c。
如果c等于0,则说明a和b的差是0,即a和b相等,此时a(或b)就是它们的最大公约数。
如果c不等于0,则用较小的数b和差c进行相减,得到新的差d。
重复以上步骤,继续用较小的数和差进行相减,直到得到的差为0为止。
最后的差为0时,说明上一步得到的差即为a和b的最大公约数。
更相减损术的思想是通过反复减去两个数中较小的一个,直到两个数相等或差为0。
在此过程中,每一步都使得较大的数变得更小,最终得到它们的最大公约数。
尽管更相减损术是一种古老的算法,但它在古代是一种有效的方法,用于求解整数的最大公约数。
然而,由于这种算法的迭代过程相对较慢,对于大的数值计算不够高效。
现代计算机通常使用更高效的算法(如欧几里得算法或辗转相除法)来求解最大公约数。
1.3算法案例--辗转相除法与更相减损术PPT优秀课件
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更相减损,求其等 也。以等数约 之。——《九章算 术》
第二步: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。继续这个操作,直到所 得的减数和差相等为止,则 这个等数就是所求的最大公 约数。
其中所说的“等数”,就是 最大公约数。求“等数”的 办法是“更相减损”法,实 际上就是辗转相除法。
更相减损术是辗转相除法(欧几里德算法, Euclid algorithm)的一个特例,
它的原理是(a,b)=(a-nb,b)
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4
下面我们来证明:(a,b)=(a-nb,b) 证:不妨设d是a,b的最大公因子。 即a=rd,b=sd,并且 其中(r,s)=1,即存在x,y,使得xr+ys=1. 从而
更相减损术原理
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1
求98与63的最大公约数
方法一:
7 98 63 14 9
方法二:
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2
更相减损术是出自《九章算术》的一 种求最大公约数的算法,它原本是为 约分而设计的,但它适用于任何需要 求最大公约数的场合。
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3
更相减损术的原理: (a,b)=(a-b,b) 这里将gcd (a,b)简记为(a,b).
a-nb=(r-ns)d,b=sd,且x(rns)+(xn+y)s=xr+ys=1,即(r-ns,s)=1 于是:d=(a-nb,b) 于是得证。
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5
九章算术
可半者半之,不可
翻译成现代语言如下: 第一步:任意给定两个正整
半者,副置分母、 数;判断它们是否都是偶数。
子之数,以少减多,
若是,则用2约简;若不是 则执行第二步。
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10
理论迁移: 用更相减损术求168与93的 最大公约数。
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11
更相减损术:168-93=75, 93-75=18, 75-18=57, 57-18=39, 39-18=21, 21-18=3, 18-3=15, 15-3=12, 12-3=9, 9-3=6, 6-3=3.
所以168与93的精最品ppt 大公约数是3 12
m=n
否
输出m 结束
=
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8
该程序框图对应的程序如何表述?
INPUT m,n WHILE m>n
k=m-n IF n>k THEN
mn==kn ELSEm=k
END IF WEND PRINT m END
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9
用更相减损术求98与63的最大公约 数
解:由于63不是偶数,把98和63以大数减小数,并 展转相减 98-63=35 63-35=28 35-28=7 28-7=21 21-7=14 14-7=7 所以,98和63的最大公约数等于7。
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6
第一步,给定两个正整数m,n(m>n).
第二步,计算m-n所得的差k. 第三步,比较n与k的大小,其中大者用m表
示,小者用n表示.
第四步,若m=n,则m,n的最大公约数等 于 m;否则,返回第二步.
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7
该算法的程序框图如何表示?
开始
输入m,n
m=k
否
m≠n 是
k=m-n
n>k 是