人教版高一数学(必修三)第一章 算法初步讲解学习
高一数学人必修三课件第一章算法初步算法的概念
05
算法的应用领域与发展趋势
算法在计算机科学中的应用
数据结构与算法
在计算机科学中,算法是数据结 构的基础,用于处理、管理和优
化数据。
操作系统
操作系统中的资源管理、进程调度 、内存管理等核心功能都依赖于高 效的算法。
网络技术
路由算法、拥塞控制算法等在网络 通信中发挥着关键作用,确保数据 的可靠传输。
02
算法的描述方法
自然语言描述
使用日常用语描述算 法步骤,易于理解。
但可能存在歧义,不 够精确。
表达方式灵活,不受 格式限制。
流程图描述
使用图形符号表示算法流程,直观明了。 便于理解和分析算法结构。
但绘制流程图需要一定的技巧和规范。
伪代码描述
介于自然语言和编程语言之间的一种描述方式。 结构清晰,易于理解。
算法的可扩展性与适应性
如何设计能够适应不同场景和需求的通用算法。
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THANKS
时间复杂度和空间复杂度的关系
时间复杂度和空间复杂度是衡量算法性能的 两个重要指标,它们之间存在一定的关系。
在某些情况下,可以通过增加空间复杂度来 降低时间复杂度,从而提高算法的执行效率 。例如,使用哈希表存储数据可以实现常数 时间复杂度的查找,但需要额外的空间来存 储哈希表。
另一方面,如果算法的空间复杂度过高,可 能会导致内存溢出等问题,因此需要在时间 和空间之间做出权衡。在实际应用中,需要 根据具体需求和资源限制来选择合适的算法 和数据结构。
通过已知条件逐步推导 出问题的解,常用于求 解数列、递归等问题。
将问题分解为与原问题 相似的子问题,通过求 解子问题进而求解原问 题,常用于求解分治策 略的问题。
将原问题分解为若干个 规模较小、相互独立且 与原问题性质相同的子 问题,分别求解子问题 后再合并得到原问题的 解。
最新人教版高中数学必修3第一章《第一章算法初步》本章概要
第一章算法初步本章综述随着计算机技术的飞速发展,计算机已经普及到千家万户.你肯定玩过一些好玩的游戏,惊奇于它的灵活与机智,为什么它也会有智能?大家可能运行过一些方便的程序,它们简化了我们的繁杂的操作,让我们从简单,乏味、重复的操作中解脱出来,是什么在它们后面支持和控制着它们呢?其实,不是计算机本身,而是我们的算法.你想学习如何控制它们吗?那就跟我们来吧,进入算法精彩的世界.算法初步是高中阶段传统的数学基础知识以外的新增内容.在数学发展的历程中,寻求对一类问题的算法一直是数学发展的一个重要特点.我国古代数学发展的主导思想,就是构造“算法”来解决实际问题.在现代,算法已是数学及其应用科学中的重要组成部分,并成为计算机科学的重要基础.随着现代信息技术的飞速发展,算法在科学技术和社会发展中发挥着越来越大的作用,并日益融入社会生活的许多方面.算法思想也逐渐成为每一个现代人应具有的数学素养.算法是一个全新的课题,但我们并不陌生,数学必修一中我们学习过求函数零点的二分算法;数学必修二的解析几何初步中,我们把利用公式计算的几何问题进行分步求解,形成算法;又如解方程的算法、解不等式的算法等,这些算法都是对解决一类问题有效的通法,其过程称为“数学机械化”,即大量重复、循环、复杂的逻辑推理运算由计算机完成.我们在第一部分主要学习一下算法的概念以及它的特点和主要用处,研究一下算法的思想,算法的几种常见的结构,即三种结构:顺序结构、条件结构、循环结构以及用程序框图来简洁清晰地表示算法.体验一下用简单清晰的图形表示我们的思想,会发现数学简单中的美丽,你会发现算法实质上就是我们的思维过程.第二部分主要开始学习一些编程的基本语句,你可以尝试着自己来做一个算法程序,以解决一些繁杂的问题.这可是非常令人自豪的事情.第三部分主要介绍中国古代数学中的三个算法案例:辗转相除法与更相减损术、秦九韶算法、进位制.本章的重点是算法的概念和算法的三种基本逻辑结构及对应的基本算法语句.正确理解算法的概念是我们以后设计算法的基础.顺序结构、条件结构和循环结构这三种基本逻辑结构的重要性在于:理论上已经证明了,用它们可以表示一个算法.本章的难点是循环语句.对于我们来说,应用循环结构来实现反复执行的计算是一种新的思想和方法,刚开始时不容易掌握,学习时有一定的困难.本章是以知识应用为主的一章,在以前面各章知识为平台的基础上,详细地讨论各种问题的算法,是对以前的知识的抽象概括和进一步理解.本章所研究的算法是计算机科学的最主要的基础学科之一,是数学在计算机应用中的体现.由于计算机已经渗透到各个学科,算法作为大家以后学习的基础占有重要的位置.随着计算机的进一步普及,计算机技术会在我们的生活中起到不可取代的作用,而算法思想也成为我们每个现代人都应该具有的素质.。
高中数学第一章算法初步111算法的概念课件新人教A版必修3
考试加油。
3.甲、乙、丙、丁四个人过一座简易木桥,这四个人 过桥所用的时间分别是2分钟,4分钟,6分钟,8分钟,由于木 桥质量原因,桥上同时最多只能有两个人.请你设计一个方 案,使这4个人在最快的时间过桥,写清步骤,最后算出所需 时间.
【解析】第一步,甲乙先上桥. 第二步,2分钟后甲过了桥同时丁上桥. 第三步,再过2分钟后乙过了桥同时丙上桥. 第四步,再过6分钟后丙、丁同时过了桥. ∴所需时间是2+2+6=10(分钟).
(4)不唯一性:求解某一个问题的解法不一定是唯一 的,对于一个问题可以有不同的算法.
(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.算法与数学问题解法的区别与联系 (1)联系 算法与解法是一般与特殊的关系,也是抽象与具体的关 系. (2)区别 算法是解决某一类问题所需要的程序和步骤的统称,也 可理解为数学中的“通法通解”;而解法是解决某一个具体问 题的过程和步骤,是具体的解题过程.
数值性问题的算法
【例2】 写出求1+2+3+4+5+6的一个算法. 【解题探究】(1)可以按逐一相加的程序进行. (2)也可以利用公式 1+2+…+n=nn+ 2 1进行. (3)可以根据加法运算律简化运算过程.
【解析】算法一 第一步,计算1+2得到3. 第二步,将第一步中的运算结果3与3相加得到6. 第三步,将第二步中的运算结果6与4相加得到10. 第四步,将第三步中的运算结果10与5相加得到15. 第五步,将第四步中的运算结果15与6相加得到21. 第六步,输出运算结果.
【答案】A 【解析】由算法的概念可知:求解某一类问题的算法不 是唯一的,故A正确;算法可以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解决一类问题,故 B不正确;算法有有限步,结果明确,C是不正确的;算法的 每一步操作必须是明确的,不能有歧义,故D不正确.故选 A.
人教版高中数学必修三第一章第1节 1.1.1 算法的概念 课件(共20张PPT)
播下一个行动,收获一种习惯;播下一种习惯,收获一种性格;播下一种性格,收获一种命运。思想会变成语言,语言会变成行动,行动会变成习惯,习惯会变成性格。性 制,会变成生活的必需品,不良的习惯随时改变人生走向。人往往难以改变习惯,因为造习惯的就是自己,结果人又成为习惯的奴隶!人生重要的不是你从哪里来,而是你 时侯,一定要抬头看看你去的方向。方向不对,努力白费!你来自何处并不重要,重要的是你要去往何方,人生最重要的不是所站的位置,而是所去的方向。人只要不失去 这个世界唯一不变的真理就是变化,任何优势都是暂时的。当你在占有这个优势时,必须争取主动,再占据下一个优势,这需要前瞻的决断力,需要的是智慧!世上本无移 是:山不过来,我就过去。人生最聪明的态度就是:改变可以改变的一切,适应不能改变的一切!亿万财富不是存在银行里,而是产生在人的思想里。你没找到路,不等于 什么,你必须知道现在应该先放弃什么!命运把人抛入最低谷时,往往是人生转折的最佳期。谁能积累能量,谁就能获得回报;谁若自怨自艾,必会坐失良机人人都有两个 一个是心门,成功的地方。能赶走门中的小人,就会唤醒心中的巨人!要想事情改变,首先自己改变,只有自己改变,才可改变世界。人最大的敌人不是别人,而是自己, 1、烦恼的时候,想一想到底为什么烦恼,你会发现其实都不是很大的事,计较了,就烦恼。我们要知道,所有发生的一切都是该发生的,都是因缘。顺利的就感恩,不顺 寒潭,雁过而潭不留影;风吹疏竹,风过而竹不留声。”修行者的心境,就是“过而不留”。忍得住孤独;耐得住寂寞;挺得住痛苦;顶得住压力;挡得住诱惑;经得起折腾 得起责任;1提得起精神。闲时多读书,博览凝才气;众前慎言行,低调养清气;交友重情义,慷慨有人气;困中善负重,忍辱蓄志气;处事宜平易,不争添和气;对已讲 远,修身立正气;居低少卑怯,坦然见骨气;卓而能合群,品高养浩气淡然于心,自在于世间。云淡得悠闲,水淡育万物。世间之事,纷纷扰扰,对错得失,难求完美。若 陷于计较的泥潭,不能自拔。若凡事但求无愧于心,得失荣辱不介怀,自然落得清闲自在。人活一世,心态比什么都重要。财富名利毕竟如云烟,心情快乐才是人生的至宝 在脚踏实地的道路上;我们的期待在哪里?在路上,在勤劳勇敢的心路上;我们的快乐在哪里?在路上,在健康阳光的大道上;我们的朋友在哪里?在心里,在真诚友谊的 己负责;善于发现看问题的角度;不满足于现状,别自我设限;勇于承认错误;不断反省自己,向周围的成功者学习;不轻言放弃。做事要有恒心;珍惜你所拥有的,不要 美;不找任何借口。与贤人相近,则可重用;与小人为伍,则要当心;只满足私欲,贪图享乐者,则不可用;处显赫之位,任人唯贤,秉公办事者,是有为之人;身处困境 任;贫困潦倒时,不取不义之财者,品行高洁;见钱眼开者,则不可用。人最大的魅力,是有一颗阳光的心态。韶华易逝,容颜易老,浮华终是云烟。拥抱一颗阳光的心态 心无所求,便不受万象牵绊;心无牵绊,坐也从容,行也从容,故生优雅。一个优雅的人,养眼又养心,才是魅力十足的人。容貌乃天成,浮华在身外,心里满是阳光,才 随流水宁。心无牵挂起,开阔空净明。幸福并不复杂,饿时,饭是幸福,够饱即可;渴时,水是幸福,够饮即可;裸时,衣是幸福,够穿即可;穷时,钱是幸福,够用即可 困时,眠是幸福,够时即可。爱时,牵挂是幸福,离时,回忆是幸福。人生,由我不由天,幸福,由心不由境。心是一个人的翅膀,心有多大,世界就有多大。很多时候限 也不是他人的言行,而是我们自己。人心如江河,窄处水花四溅,宽时水波不兴。世间太大,一颗心承载不起。生活的最高境界,一是痛而不言,二是笑而不语。无论有多 幸福在于祥和,生命的祥和在于宁静,宁静的心境在于少欲。无意于得,就无所谓失去,无所谓失去,得失皆安谧。闹市间虽见繁华,却有名利争抢;田园间无争,却有柴 最终不过梦一场。心静,则万象皆静。知足者常在静中邂逅幸福。顺利人生,善于处理关系;普通人生,只会使用关系;不顺人生,只会弄僵关系。为人要心底坦荡,不为 不为假象所惑。智者,以别人惨痛的教训警示自己;愚者,用自己沉重的代价唤醒别人。对人多一份宽容,多一份爱心;对事多一份认真,多一份责任;对己多一点要求, 可满,乐不可极,警醒自己。静能生慧。让心静下来,你才能看淡一切。静中,你才会反观自己,知道哪些行为还需要修正,哪些地方还需要精进,在静中让生命得到升华 心静下来,你才能学会放下。你放下了,你的心也就静了。心不静,是你没有放下。静,通一切境界。人与人的差距,表面上看是财富的差距,实际上是福报的差距;表面 人品的差距;表面上看是气质的差距,实际上是涵养的差距;表面上看是容貌的差距,实际上是心地的差距;表面上看是人与人都差不多,内心境界却大不相同,心态决定 一件事。因为当一个人具有感恩的心,心会常常欢喜,总是觉得很满足,一个不感恩不满足的人,总是会觉得欠缺、饥渴。一个常感恩的人,会觉得自己很幸运,有时候其 一感恩,就变得很快乐。这种感恩的心,对自己其实是有很大利益。压力最大的时候,效率可能最高;最忙碌的时候,学的东西可能最多;最惬意的时候,往往是失败的开 光临。成长不是靠时间,而是靠勤奋;时间不是靠虚度,而是靠利用;感情不是靠缘分,而是靠珍惜;金钱不是靠积攒,而是靠投资;事业不是靠满足,而是靠踏实。知恩 为当一个人具有感恩的心,心会常常欢喜,总是觉得很满足,一个不感恩不满足的人,总是会觉得欠缺、饥渴。一个常感恩的人,会觉得自己很幸运,有时候其实没什么道 就变得很快乐。这种感恩的心,对自己其实是有很大利益。压力最大的时候,效率可能最高;最忙碌的时候,学的东西可能最多;最惬意的时候,往往是失败的开始;寒冷 长不是靠时间,而是靠勤奋;时间不是靠虚度,而是靠利用;感情不是靠缘分,而是靠珍惜;金钱不是靠积攒,而是靠投资;事业不是靠满足,而是靠踏实。以平常心观不 面前,平常心就是勇敢;在利诱面前,平常心就是纯洁;在复杂的环境面前,平常心就是保持清醒智慧。平常心不是消极遁世,而是一种境界,一种积极的人生。不仅要为 价值的人而努力。命运不是机遇,而是选择;命运不靠等待,全靠争取。成熟就是学会在逆境中保持坚强,在顺境时保持清醒。时间告诉你什么叫衰老,回忆告诉你什么叫 的赞许时,心灵才会真的自由。你没那么多观众,别那么累。温和对人对事。不要随意发脾气,谁都不欠你的。现在很痛苦,等过阵子回头看看,会发现其实那都不算事。 有绝交,才有至交学会宽容伤害自己的人,因为他们很可怜,各人都有自己的难处,大家都不容易。学会放弃,拽的越紧,痛苦的是自己。低调,取舍间,必有得失。不要 面前没人爱听那些借口。慎言,独立,学会妥协的同时,也要坚持自己最基本的原则。付出并不一定有结果。坚持可能会导致失去更多过去的事情可以不忘记,但一定要放 个最好的打算和最坏的打算。做一个简单的人,踏实而务实。不沉溺幻想。不庸人自扰。不说谎话,因为总有被拆穿的一天。别人光鲜的背后或者有着太多不为人知的痛苦 不管学习什么,语言,厨艺,各种技能。注意自己的修养,你就是孩子的第一位老师。孝顺父母。不只是嘴上说说,即使多打几个电话也是很好的。爱父母,因为他们给了 无私的人。
人教版高中数学必修三课件:1.1.1 算法的概念
考点类析
例2 写出解方程x2-2x-3=0的一个算法.
解:方法一,算法如下: 第一步,将等号左边因式分解,得(x-3)(x+1)=0①; 第二步,由①式得x-3=0或x+1=0; 第三步,解x-3=0得x=3,解x+1=0得x=-1,即x=3或x=-1.
考点类析
例2 写出解方程x2-2x-3=0的一个算法. 解:方法二,算法如下: 第一步,移项,得x2-2x=3①; 第二步,①式等号两边同时加1并配方,得(x-1)2=4②; 第三步,②式等号两边同时开方,得x-1=±2③; 第四步,解③式得x=3或x=-1.
预习探究
(4)不唯一性:求解某一个问题的算法不一定只有唯一的一个,也可以有不同 的算法,这些算法有繁简、优劣之分. (5)普遍性:很多具体的问题,都可以通过设计合理的算法去解决.
预习探究
知识点三
算法的设计要求
设计算法的要求主要有以下几点: (1)写出的算法必须能解决一类问题,并且能够重复使用; (2)要使算法尽量简单、步骤尽量少; (3)要保证算法的各个步骤有效,计算机能够执行,且在有限步骤后能得到结果.
备课素材
累加、累乘问题的算法 解决一个问题的算法一般不是唯一的,不同的算法有优劣之别,保证得到正 确的结果是对每个算法的最基本的要求.另外,还要求算法的每个步骤都要 易于实现、易于理解,效率要高,通用性要好等.
备课素材
备课素材
[例2] 求1×3×5×7×9×11的值,写出其算法.
解:算法如下:
备课素材
[小结]
知识 1.算法的概念; 2.算法的特性; 3.算法的设计
方法
易错
1.根据具体的问题进行判断,是 给出问题,在书写步骤时,不能
高中数学必修3(人教A版)第一章算法初步1.1知识点总结含同步练习及答案
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。
最新人教版高中数学必修3第一章《第一章算法初步》示范教案
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.。
高中数学第一章算法初步1.1.1算法的概念学案(含解析)新人教版必修3
1.1 算法与程序框图1.1.1算法的概念内容标准学科素养1。
通过回顾解二元一次方程组的方法,了解算法的思想。
2。
了解算法的含义和特征。
3.会用自然语言表述简单的算法。
提升数学运算发展逻辑推理应用数学抽象授课提示:对应学生用书第1页[基础认识]知识点一算法的概念预习教材P2-3,思考并完成以下问题一个大人和两个小孩一起渡河,渡口只有一条小船,每次只能渡1个大人或两个小孩,他们三人都会划船,但都不会游泳.(1)试问他们怎样渡过河去?提示:第一步,两个小孩同船过河去;第二步,一个小孩划船回来;第三步,一个大人划船过河去;第四步,对岸的小孩划船回来;第五步,两个小孩同船渡过河去.(2)设计的过河方法有什么特点?提示:由于船小,不能同时坐三个人,这样就需要遵循这一规则,然后按照一定的步骤一步一步的把三人运到河对岸.知识梳理在数学中,算法通常是指按照一定规则解决某一类问题的明确和有限的步骤.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.知识点二算法与计算机知识梳理计算机解决任何问题都要依赖于算法.只有将解决问题的过程分解为若干个明确的步骤,即算法,并用计算机能够接受的“语言”准确地描述出来,计算机才能够解决问题.思考:与一般的解决问题的过程相比,算法最重要的特征是什么?提示:最重要的特征是步骤的有序性、明确性和有限性.[自我检测]下列叙述不能称为算法的是()A.从北京到上海先乘汽车到飞机场,再乘飞机到上海B.解方程4x+1=0的过程是先移项再把x的系数化成1C.利用公式S=πr2计算半径为2的圆的面积得π×22D.解方程x2-2x+1=0解析:A、B两选项给出了解决问题的方法和步骤,是算法.C项,利用公式计算也属于算法.D项,只提出问题没有给出解决的方法,不是算法.答案:D授课提示:对应学生用书第2页探究一算法的概念[例1]下列关于算法的说法,正确的个数为()①求解某一类问题的算法是唯一的;②算法必须在有限步操作之后停止;③算法的每一步操作必须是明确的,不能有歧义或模糊;④算法执行后一定产生确定的结果.A.1B.2C.3 D.4[解析]由于算法具有有限性、确定性、输出性等特点,因而②③④正确,而解决某类问题的算法不一定唯一,从而①错.[答案] C方法技巧1。
人教版高中数学必修三第一章 算法初步第一节《算法的概念》教学3(共21张)
判断“整数n(n>2)是否是质数”的算法 自然语言描述
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.
c1b 2 c 2b1 , a1b 2 a 2b1 a 2c1 a1c 2 .
a 2b1 a1b 2
上述步骤构成了解二元一次方程组的一个算法, 我们可以进一步根据这一算法编制计算机程序,让 计算机来解二元一次方程组.
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练习1. 给出求1+2+3+4+5+6的一个算 法.
解法1.按照逐一相加的程序进行.
1.1.1 算法的概念
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一人带着一只狼、一只羊和一箱蔬菜要过河,但 只有一条小船.乘船时,每次只能带狼、羊和蔬菜中的 一种.当有人在场时,狼、羊、蔬菜都相安无事.一旦人 不在,狼会吃羊,羊会吃菜.请设计一个方案,安全地将狼、 羊和蔬菜带过河.
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如何发电子邮件?
假如你的朋友不会发电子邮件,你能教会他么? 发邮件的方法很多,下面就是其中一种的操作步骤:
2.算法的要求
(1)写出的算法,必须能解决一类问题(例如解 任意一个二元一次方程组),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,而且在有限步 之内完成后能得出结果.
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3.算法的基本特征:
➢明确性:算法对每一个步骤都有确切的、非二 义性的规定,即每一步对于利用算法解决问题的 人或计算机来说都是可读的、可执行的,而不需 要计算者临时动脑筋. ➢有效性:算法的每一个步骤都能够通过基本运 算有效地进行,并得到确定的结果;对于相同的 输入,无论谁执行算法,都能够得到相同的最终结 果. ➢有限性:算法应由有限步组成,至少对某些输入,
人教版高中数学必修三第一章第1节 1.1.1 算法的概念 课件(共16张PPT)
• 过程与方法:通过实例理解算法概念,特征,掌 握简单问题算法的表述,并由此体会算法的思想.
• 情感、态度、价值观:通过有趣的实例,激发 学生的兴趣,增加学生的成就感。
一、引入:
看章头图
[问题1]请你写出解二元一次方程组的详细求解
第一步:输入一个正实数r; 第二步:计算以r为半径的圆的面积
S=πr2; 第三步:输出圆的面积.
小结:
1、算法的定义 2、算法的特征:明确性 有序性 有限性
整数53是否为质数?
第一步,令i=2, 第二步,用i除53,得到余数r. 第三步,若r=0,则53 不是质数,结束算
法;否则, 将i增加1,仍用i表示。 第四步,判断i>(53 - 1)是否成立,若
是,则53 是质数,结束算法;否 则,返回第二步
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,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。
第一步,给定大于2的整数n.
第一步,令i=2, 第二步,用i除n,得到余数r. 第三步,若r=0,则 n不是质数,结束算 法;否则, 给i增加1,仍用i表示。 第四步,判断i>(n- 1)是否成立,若
是,则 n是质数,结束算法;否 则,返回第二步
探究:你能写出判断整数n(n>2)是否为质 数的算法吗?
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算法的基本思想
高二数学必修三
中国传媒大学 汪程洁
算法初步
算法的基本思想
【例】在电视台的某个娱乐节目中,要求参与者快速
猜出物品的价格。主持人出示某件物品,参与者每次
估算出一个价格,主持人只能回答高了、低了或者正 确。
在某次节目中,主持人出示了一台价值在1000元 以内的随身听,并开始了竞猜。下面是主持人和参与 者的一段对话:
【例】写出你在家中烧开水的过程的一个算法
1、往壶内注水; 2、点火加热; 3、观察:如果水开,则停止烧火,否 则继续烧火; 4、如果水未开,重复“3”直至水开。
总结
一、其实大部分事情都是按照一定的程序执行, 因此要理清事情的每一步,才能更好地认清事 物的本质,进而提出解决问题的方法;
二、判断水是否烧开与是否继续烧火的过程是 一个判断与反馈的过程,因此有必要不断重复 过程“3”
思考以下问题的算法:
一位商人有9枚银元,其中有1枚略轻的是假银 元。你能用天平(不用砝码)将假银元找出来吗?
解: 1.把银元分成3组,每组3枚;
2.先将两组分别放在天平的两边。如果天平 不平衡,那边假银元就放在轻的那一组;如果天平 左右平衡,则假银元就在未称的第3组里;
3.取出含假银元的那一组,从中任取两枚放 在天平的两边。如果左右不平衡,则轻的那一边就 是假银元;如果天平两边平衡,则末称的那一枚就 是假银元。
算法的四个特征
例如,某计算工具规定:大于100的数认为是比1 大很多,而小于10的数不能认为是比1大很多;且 在正常情况下出现的数或是大于100,或是小于10. 但指令“输入一个X,若x比1大很多,则输出数字 1,否则输出数字0”是不确定的。这是因为,在正 常的输入情况下,这一指令的执行可以得到正确 的结果,但在异常情况下(输入的x在10与100之 间),这一指令执行的结果就不确定了.
算法的四个特征
(3)有穷性(finiteness) 算法的有穷性是指算法必须能在有限的时间内执 行完,即算法必须能在执行有限个步骤之后终止。 数学中的无穷级数,在实际计算时只能取有限项, 即计算无穷级数的过程只能是有穷的。因此,一 个数的无穷级数的表示只是一种计算公式,而根 据精度要求确定的计算过程才是有穷的算法。
算法的四个特征
从理论上讲,总可以写出一个正确的弈棋程序, 而且这也并不是一件很困难的工作。由于在一个 棋盘上安排棋子的方式总是有限的,而且,根据 一定的规则.在有限次移动棋子之后比赛一定结 束。因此.弈棋程序可以考虑计算机每一次可能 的移动,它的对手每一次可能的应答,以及计算 机对这些移动的可能应答等等,直到每个可能的 移动停止下来为止。
本运算及规定的运算顺
序构成的完整的解题步 骤,或看成按要求设计 好的有限的、确切的计 算序列,并且这样的步
算 法 是
骤或序列能解决一类问 什
题。
么
简单的说,算法就是解
决问题的步骤和方法。
判断一个正整数是否是质数的算法
1、自然语言描述
第一步:判断n是否等于2?若n=2,则n是质数,否则, 执行第二步;
(1)可行性(effectiveness)
算法的可行性包括两个方面:一是算法中的每一 个步骤必须是能实现的。例如,在算法中,不允 许出现分母为零的情况;在实数范围内不能求一 个负数的平方根等。二是算法执行的结果要能达 到预期的目的。通常,针对实际问题设计的算法, 人们总是希望能够得到满意的结果。
算法的四个特征
一个算法是否有效,还取决于为算法的执行所提 供的情报是否足够。例如,对于指令“如果小明 是学生,则输出字母Y,否则输出N”。当算法执行 过程中提供了小明一定不是学生的某种信息时, 执行的结果将输出字母N;当提供的只是部分学生 的名单,且小明恰在此名单之中,则执行的结果 将输出字母Y。但如果在提供的部分学生的名单中 找不到小明的名字.则在执行该指令时无法确定 小明是否是学生。
参与者:800元! 主持人:高了! 参与者:400元! 主持人:低了! 参与者:600元! 主持人:低了! ………………….
如果你是参与者,你接下来会怎么猜?
我们为什么要学习算法?
问题:为什么要在数学课上教语句和算法? 学习算法有什么用,跟生活又什么关系?
1、体会算法基本思想; 2、提高逻辑思维能力; 3、提高思辨能力和实践能力;
第二步:依次从2~(n-1)检验是不是n的因数,即能 整除n的数,若有这样的数,则n不是质数;若没有,则 n是质数。
开始
输入n
是 n=2? 否 d=2
d整除n? 是
flag=0
否 d=d+1
是
d<=n-1且
flag=1?
否 否
flag=1?
是
n是质数
n不是质数
结束
算法的四个特征
算法不同于求解一个具体问题的方法,是这种方 法的高度概括。算法具有如下特征:
△随着计算科学和信息技术
的飞速发展,算法的思想已经
渗透到社会的方方面。在以前 算
的学习中,虽然没有出现算法 法
这个名词,但实际上在数学教 的
学中已经渗透了大量的算法思
基
想,如四则运算的过程、求解 方程的步骤等等。完成这些工 作都需要一系列程序化的步骤,
本 思
这就是算法的思想。
想
△算法可以理解为由基
算法的四个特征
此外,由于计算机可以知道每次移动的结果,因 此总可以选择一种最好的移动方式。但即使如此, 这种弈棋程序还是不可能执行,因为所有这些可 能移动的次数太多,所要花费的时间不能容忍。 由上述两个例子可以看出,虽然许多计算过程是 有限的.但仍有可能无实用价值。
算法的四个特征
(4)算法必须拥有足够的情报
(2)确定性(definiteness)
算法的确定性,是指算法中的每一个步骤都必须是有明确 定义的,不允许有模棱两可的解释,也不允许有多义性。 这一特征也反映了算法与数学公式的明显差异。在解决实 际问题时,可能会出现这样的情况:针对某种特特殊问题, 数学公式是正确的,但按此数学公式设计的计算过程可能 会使计算机系统无所适从,这是因为,根据数学公式设计 的计算过程只考虑了正常使用的情况,而当出现异常情况 时,征
算法的有穷性还应包括合理的执行时间的含义。 如果一个算法的执行时间是有穷的,但却需要执 行千万年.显然这就失去了算法的实用价值。例 如,克莱姆(Cramer)规则是求解线性代数方程组 的一种数学方法,但不能以此为算法,这是因为, 虽然总可以根据克莱姆规则设计出一个计算过程 用于计算所有可能出现的行列式,但这样的计算 过程所需的时间实际上是不能容忍的。