第15讲 算法的含义 程序框图
算法与程序框图知识详解
一、算法1.算法的概念在数学上,现代意义上的“算法”通常是指可以用计算机来解决的某一类问题的程序或步骤,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.注意:(1)算法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,并且这样的步骤或序列能够解决一类问题.(2)通俗地讲,算法就是计算机解题的过程.在这个过程中,无论是形成解题思路还是编写程序,都是实施某种算法,前者是推理实现的算法,后者是操作实现的算法.(3)描述算法可以有不同的方式.可以用自然语言和数学语言加以叙述,也可以用算法语言给出精确的说明,或用框图直观的显示等.2.算法的特点(1)确定性:算法中的每一步应该是确定的并且能有效的执行且得到确定的结果,而不应当是模棱两可或者有歧义.(2)可行性:算法对于某一类问题的解决都必须是有效的,切实可行的,并且能重复使用.(3)有效性:一个算法的步骤序列是有限的,它应在有限步操作之后停止,而不是无限的.二、程序框图1.画程序框图的规则①使用标准的框图符号;②框图一般按从上到下、从左到右的方向画;③除判断框外,大多数框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唯一的符号;④一种判断是“是”与“不是”两分支的判断,而且有且仅有两个结果;另一种是多分支判断,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.2.算法的基本逻辑结构及框图表示任何一种算法都可由顺序结构、条件结构和循环结构这三种基本逻辑结构组成.学习这部分时应注意:①循环结构中一定包含条件结构;②在循环结构中,通常都有一个起循环计数作用的变量,这个变量的取值一般都含在执行或终止循环体的条件中;③根据对条件的不同处理,循环结构又分为当型(WHILE型)和直到型(UNTIL型)两种.当型循环在每次执行循环体前对控制循环的条件进行判断,当条件满足时执行循环体,不满足则停止;直到型循环在执行了一次循环体之后,对控制循环的条件进行判断,当条件不满足时执行循环体,满足则停止.3.三种基本逻辑结构的共同特点(1)只有一个入口.(2)只有一个出口,请注意一个菱形判断框有两个出口,而一个条件结构只有一个出口,不要将菱形框的出口和条件结构的出口混淆了.(3)结构内的每一部分都有机会被执行到.也就是说对每一个框来说,都应当有一条从入口到出口的路径通过它.(4)结构内不存在死循环,即无终止的循环.在程序设计中是不允许有死循环出现的.以上这些共同特点,也是检查一个程序框图或算法是否正确,合理的有效方法.。
算法与程序框图知识整理
算法与程序框图知识整理算法初步、框图第一节算法与程序框图1.算法的概念(1)算法的定义:广义的算法是指完成某项工作的方法和步骤在数学中,现代意义的算法是指可以用计算机来解决的某一类问题的程序和步骤,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)算法的描述:自然语言、程序框图、程序语言。
2.程序框图(1)程序框图又称流程图,是一种用程序框,流程线,文字说明表示算法的图形;(2)构成程序框的图形符号3.几种重要的结构(1)顺序结构(2)条件结构(3)循环结构典例分析:例1.下列说法正确的是()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同的结果;C .解决某一个具体问题算法不同结果不同;D .算法执行步骤的次数不可以为很大,否则无法实施。
例2.设计算法,求0=+b ax 的解,并画出流程图。
解析:对于方程0=+b ax 来讲,应该分情况讨论方程的解。
我们要对一次项系数a 和常数项b 的取值情况进行分类,分类如下:(1)当a ≠0时,方程有唯一的实数解是ab -;(2)当a=0,b=0时,全体实数都是方程的解;(3)当a=0,b ≠0时,方程无解。
第一步:判断a 是否不为零。
若成立,输出结果“解为ab -”;第二步:判断a=0,b=0是否同时成立。
若成立,输出结果“解集为R ”;第三步:判断a=0,b ≠0是否同时成立。
若成立,输出结果“方程无解”,结束。
例3.设计算法,找出输入的三个不相等实数a 、b 、c 中的最大值,并画出流程图。
第一步:输入a ,b ,c 的值;第二步:判断a >b 是否成立,若成立,则执行第三步;否则执行第四步;第三步:判断a >c 是否成立,若成立,则输出a ,并结束;否则输出c ,并结束;第四步:判断b >c 是否成立,若成立,则输出b ,并结束;否则输出c ,并结束。
例4.设计一个算法,求123..........99++++的值,并画出程序框图。
算法与程序框图
算法与程序框图算法的概念和程序框图学习目标目标一:学会用自然语言描述算法1、写出求1+2+3+4+5+6的一个算法。
2、写出求1至1000的正整数中的3倍数的一个算法。
23、写出解不等式x-2x-3<0的一个算法。
4、求过P(x,y)、Q(x,y)两点的直线的斜率。
1122目标二:学会用框图语言描述算法5、已知点P(x,y)和直线l:Ax+By+C=0,试用程序框图描述求点P(x,y)到直线l0000的距离d的算法。
6、给出A(x,y)、B(x,y)两点坐标,试设计一个算法,求直线AB的斜率,并画出程序框图。
11227、设x为为一个正整数,规定如下运算:若x为奇数,则求3x+2;若x为偶数,则为5x,写出算法,并画出程序框图。
- 1 -目标三:掌握循环结构中的“当型”和“直到型”1231008、试分别用“直到型”和“当型”循环结构画出求2+2+2+…2的值的程序框图。
9、设计一个求1+2+3+…+n,200的最小正整数n的算法,并画出相应的程序框图。
- 2 -目标四:正确阅读程序框图10、如图所示的程序框图所表示的算法是: 。
开始开始S=1 输入n,mi=3 k=1,p=1i=i+2p=p(n-m+k)是i?99? S=S×I k=k+1否是 k,m?输出S否结束输出p第10题图结束第11题图11、(10年辽宁卷)如果执行右侧的程序框图,输入n=6,m=4,那么输出的p等于 12、如图所示的程序框图输出的结果是S=720,则判断框内应填的条件是( ) 开始i=10,S=1i=i-1S=S×i是否输出S结束A.i?7B.i,7C.i?9D.i,9- 3 -。
知识讲解_高考总复习:算法与程序框图
高考总复习:算法与程序框图【考纲要求】1.算法的含义、程序框图(1)了解算法的含义,了解算法的思想;(2)理解程序框图的三种基本逻辑结构:顺序、条件、循环。
2.基本算法语句理解几种基本算法语句——输入语句、输出语句、赋值语句、条件语句、循环语句的含义。
【知识网络】【考点梳理】考点一、算法1.算法的概念(1)古代定义:指的是用阿拉伯数字进行算术运算的过程。
(2)现代定义: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。
(3)应用: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指向性:能解决某一个或某一类问题;②精确性:每一步操作的内容和顺序必须是明确的;算法的每一步都应当做到准确无误,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有限性:必须在有限步内结束并返回一个结果;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,不能无限制的持续进行.④构造性:一个问题可以构造多个算法,算法有优劣之分。
3.算法的表示方法:(1) 用自然语言表示算法: 优点是使用日常用语, 通俗易懂;缺点是文字冗长, 容易出现歧义;(2) 用程序框图表示算法:用图框表示各种操作,优点是直观形象, 易于理解。
要点诠释:泛泛地谈算法是没有意义的,算法一定以问题为载体。
考点二:程序框图1. 程序框图的概念:程序框图又称流程图,是最常用的一种表示法,它是描述计算机一步一步完成任务的图表,直观地描述程序执行的控制流程,最便于初学者掌握。
2.程序框图常用符号:连接点用于连接另一页或另一部分的框图注释框框中内容是对某部分流程图做的解释说明3.画程序框图的规则:(1)使用标准的框图的符号;(2)框图一般按从上到下、从左到右的方向画;(3)除判断框图外,大多数框图符号只有一个进入点和一个退出点。
算法概念与程序框图
付出,不一定会有收获;不付出,却一定不会有收获,不要奢望出现奇迹。
班级姓名
某居民区的物业部门每月向居民收取卫生费,计算方法如下:
元;超过3人的住户,每超出1人加收
法,根据输入的人数,计算应收取的卫生费,只需画出流程图即可.
|x|的算法,并画出相应的程序框图.
2
名人名言、警句:
3
.下图是一个算法的程序框图,该算法所输出的结果是( )
B.23 D.45 所示的算法功能是
___________________________________________________________________________________.
班级姓名
.下图的程序框图输出的结果是________.
设火车托运质量为P(kg)的行李时,每千米的费用(单位:元
P≤30
,P>30
试画出行李托运费用的程序框图.
4
名人名言、警句:
5。
算法的含义及程序框图
科目数学课题算法的含义及程序框图学习目标与考点分析1、了解算法的意义;2、会根据程序框图计算学习重点根据程序框图计算学习方法听讲法、讨论法,练习法学习内容与过程知识点归纳:一般地,人们把进行某一工作的方法和步骤称为算法。
一、程序框图通过前面的学习我们已经知道了可用框图来表示二元一次方程组的解法。
这种框图称为程序框图。
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表示算法的图形。
这些图形符号的意义见下表:图形符号名称起、止框流程图的开始或结束输入、输出框数据的输入或结果的输出处理框(执行框)赋值、计算、结果的传送判断框根据给定条件判断流程线流程进行的方向起、止框是任何流程不可缺少的,它表明程序开始和结束,输入和输出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。
当算法中需要对两个不同的结果进行判断时,此时的判断条件要写在判断框内。
一种判断框是“是”与“不是”两分支的判断,而且有且仅有两个结果;另一种则有多个分支判断,有几种不同的结果。
程序框图用来直观地描述解决问题的算法过程,将算法步骤清晰地表达出来,因而能帮助我们编写解决问题的程序。
下面我们分别学习程序框图的三种基本逻辑结构:顺序结构、选择结构、循环结构。
1 顺序结构顺序结构算法的操作顺序是按照书写顺序执行的,这是任何一个算法必有的基本结构,是最简单的算法结功能构。
例1: 写出求方程ax+b=c (a≠0,a 、b 、c 为常数)的解的算法及程序框图。
解: 它的算法是:第一步:输入a,b,c第二步:将常数b 移到方程右边第三步:计算c-b第四步:方程两边同除以a ,得x=(c-b )/a第五步:输出x 的值。
其算法的程序框图为:像这样的算法就是一个顺序结构的算法,只要按照书写顺序完成以上五个步骤,就能得出方程解的值x 。
2 选择结构我们已经学习了一元一次不等式ax>b (a ≠0)的解法。
高中数学_算法与程序框图
算法与程序框图知识图谱算法与程序框图知识精讲一.算法的概念1.算法的定义由基本运算及规定的运算顺序所构成的完整的解题步骤,或者看成按照一定规则,解决某一类问题的明确的和有限的步骤,称为算法.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)有穷性:算法必须在执行有限步后结束,通常还理解为实际上能够容忍的合理限度;(2)确定性:算法的每一个步骤必须有确定的含义;(3)可行性:组成算法的每个步骤和操作必须是相当基本的,原则上都是能精确地执行的;(4)输入:有零个或多个输入;(5)输出:有一个或多个输出.二.算法的描述1.用自然语言;2.用数学语言;3.用算法语言(程序设计语言);4.用程序框图(流程图).三.程序框图的概念:用一些通用的图形符号构成的一张图来表示算法,称为程序框图(简称框图).1.常用图形符号:图形符号名称符号表示的意义起、止框框图的开始或结束输入、输出框数据的输入或者结果的输出处理框赋值、执行计算语句、结果的传送判断框根据给定条件判断流程线流程进行的方向连结点连结另一页或另一部分的框图四.算法的三种基本逻辑结构:顺序结构、条件(分支)结构和循环结构.1.顺序结构:最简单的算法结构,语句与语句之间,框与框之间是按从上到下的顺序进行的.如下图,只有在执行完A 框指定的操作后,才能接着执行B 框指定的操作;2.条件(分支)结构:在一个算法中,用来处理需要根据条件是否成立有不同的流向的结构.常见的条件结构的程序框图有下面两种形式:否否是是BA A P PB A3.循环结构:从某处开始,按照一定的条件反复执行某些步骤的情况,就是循环结构,其中反复执行的步骤称为循环体.常见的循环结构的框图对应为:否是A P三点剖析一.注意事项:1.在画程序框图时,从开始框沿箭头必须能到达结束框,特别是条件分支结构应沿每条支路都能到达结束框,流程线必须加箭头表示顺序.2.对于循环结构有如下需要注意的情况:(1)循环结构非常适合计算机处理,因为计算机的运算速度非常快,执行成千上万次的重复计算,只不过是一瞬间的事,且能保证每次的结果都正确;(2)循环结构要有中止循环体的条件,不能无休止的运算下去,循环结构中一定包含条件结构,如i n ≤就是中止循环的条件;(3)循环结构的关键是,要理解“累加变量”和“用1i 代替i ”,S 是一个累加变量,i 是计数变量,每循环一次,S 和i 都要发生变化,这两步要重复计算若干次;(4)一种循环结构是先判断i n ≤是否成立,若是,执行循环体;若否,则中止循环,像这样,每次执行循环体前对控制循环条件进行判断,条件满足时执行循环体,不满足则停止,称为当型循环.除了当型循环外,常用的循环结构还有直到型循环.二.方法点拨1.画程序框图的规则:(1)使用标准的框图的符号;(2)框图一般按从上到下、从左到右的方向画;(3)除判断框外,大多数框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)一种判断框是“是”与“不是”两分支的判断,而且有且仅有两个结果;另一种是多分支判断,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.2.画程序框图要注意的几点:(1)起、止框是任何流程不可少的,表示程序的开始和结束;(2)输入、输出框可以用在算法中任何需要输入、输出的位置;(3)算法中间要处理数据或计算,可分别写在不同的处理框内;(4)当算法要求你对两个不同的结果进行判断时,要写在判断框内;(5)一个算法步骤到另一个算法步骤用流程线连结;(6)如果一个框图需要分开来画,要在断开处画上连结点,并标出连结的号码.程序框图例题1、下列说法正确的是()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同的结果;C.解决某一个具体问题算法不同结果不同;D.算法执行步骤的次数不可以为很大,否则无法实施.例题2、指出下列哪一个不是算法()A.解方程260x -=的过程是移项和系数化为1B.从济南到温哥华需要先乘火车到北京,再从北京乘飞机到温哥华C.解方程2210x x +-=D.利用公式2πS r =,计算半径为3的圆的面积为2π3⨯例题3、下列语句中是算法的个数为()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,判断其是否是大树;④已知三角形的一部分边长和角,借助正余弦定理求得剩余的边角,再利用三角形的面积公式求出该三角形的面积A.1B.2C.3D.4随练1、下面四种叙述能称为算法的是()A.在家里一般是妈妈做饭B.做米饭要需要刷锅.添水.加热这些步骤C.在野外做饭叫野炊D.做饭必需要有米随练2、下列关于算法的说法正确的有()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算法执行后产生确定的结果.A.1个B.2个C.3个D.4个随练3、早上从起床到出门需要洗脸刷牙(5min).刷水壶(2min).烧水(8min).泡面(3min).吃饭(10min).听广播(8min)几个步骤,下列选项中最好的一种算法为()A.s1洗脸刷牙s2刷水壶s3烧水s4泡面s5吃饭s6听广播B.s1刷水壶s2烧水的同时洗脸刷牙s3泡面s4吃饭s5听广播C.s1刷水壶s2烧水的同时洗脸刷牙s3泡面s4吃饭的同时听广播D.s1吃饭的同时听广播s2泡面s3烧水的同时洗脸刷牙s4刷水壶算法的三种逻辑结构和框图表示例题1、如果执行如图所示的程序框图,那么输出的a=()A.2B.12 C.﹣1 D.以上都不正确例题2、如果执行如图所示的程序框图,那么输出的a=()A.2B.12 C.﹣1 D.以上都不正确例题3、阅读右边的程序框图,运行相应的程序,输出的S的值是()A.26B.40C.57D.无法确定随练1、如图是某算法的流程图,则执行该算法输出的结果是S=____.随练2、执行如图所示的程序框图,如果输入a=2,那么输出的a值为()A.4B.16C.256D.log316随练3、执行如图所示的程序框图,则输出的k=()A.4B.5C.6D.7拓展1、算法的有穷性是指()A.算法最后包含输出B.算法的每个操作步骤都是可执行的C.算法的步骤必须有限D.以上都不正确2、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3、看下面的四段话,其中不是解决问题的算法的是()A.从上海到北京旅游,先坐火车,再坐飞机抵达B.解一元一次方程的步骤是去分母.去括号.移项.合并同类项.系数化为1C.方程210x -=有两个实根D.求12345++++的值,先计算123+=,再由于336+=,6410+=,10515+=,4、根据如图程序框图,输出k 的值为()A.3B.4C.5D.65、给出计算12+14+16+…+120的值的一个程序框图如图,其中判断框内应填入的条件是()A.i >10B.i <10C.i >20D.i <206、如图所示的流程图表示一函数,记作y=f (x ),若x 0满足f (x 0)<0,且f (f (x 0))=1,则x 0=____.。
高考数学专题—算法与程序框图
高考数学专题—算法与程序框图一、基础知识要求1.算法与程序框图(1)算法: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;(2)程序框图: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.2.三种基本逻辑结构及相应语句易错点:直到型循环是“先循环,后判断,条件满足时终止循环”;当型循环则是“先判断,后循环,条件满足时执行循环”;两者的判断框内的条件表述在解决同一问题时是不同的,它们恰好相反.二、算法与程序框图常见题型:(共4种题型:由程序框图求输出结果、由输出结果判断输入量的值、辨析程序框图的算法功能、完善程序框图)1、由程序框图求输出结果:已知程序框图,求输出的结果,可按程序框图的流程依次执行,最后得出结果.例1、【2020年高考江苏】如图是一个算法流程图,若输出y 的值为2-,则输入x 的值是_____.【答案】3-【解析】由于20x >,所以12y x =+=-,解得3x =-. 故答案为:3-例2、【广西南宁市第三中学2020届高三适应性月考卷】运行如图所示的程序算法,则输出的结果为A .2B .12C .13D .132【答案】A【解析】当2a =时, 1k =;当132a =时,3k =; 当132132a ==时,5k =;…;当132a =时,99k =,当2a =时,101k =,跳出循环; 故选:A .例3、【河北省衡水中学2020届高三下学期第二次调研数学】执行如图所示的程序框图,输出的结果是A .5B .6C .7D .8【答案】B【解析】1i =,12n =, 第一次循环: 8n =,2i =, 第二次循环:31n =,3i =, 第三次循环:123n =,4i =, 第四次循环:119n =,5i =,第五次循环:475n =,6i =,停止循环, 输出6i =. 故选B .例4、【广东省深圳市2020届高三下学期第二次调研数学】执行如图的程序框图,如果输入的k =0.4,则输出的n =A .5B .4C .3D .2【答案】C【解析】模拟程序的运行,可得k =0.4,S =0,n =1, S 11133==⨯, 不满足条件S >0.4,执行循环体,n =2,S 11113352=+=⨯⨯(1111335-+-)25=,不满足条件S >0.4,执行循环体,n =3,S 11111335572=++=⨯⨯⨯(11111133557-+-+-)37=, 此时,满足条件S >0.4,退出循环,输出n 的值为3. 故选:C .例5、【甘肃省西北师大附中2020届高三5月模拟试卷】“辗转相除法”是欧几里得《原本》中记录的一个算法,是由欧几里得在公元前300年左右首先提出的,因而又叫欧几里得算法.如图所示是一个当型循环结构的“辗转相除法”程序框图.当输入2020m =,303n =时,则输出的m 是A .2B .6C .101D .202【答案】C【解析】输入2020m =,303n =,又1r =. ①10r =>,202r =,303m =,202n =; ②2020r =>,3032021101÷=,101r =,202m =,101n ;③1010r =>,0r =,101m =,0n =; ④0r =,则0r >否,输出101m =.故选:C.例6、【重庆市第一中学2019-2020学年高三下学期期中数学】冰雹猜想也称奇偶归一猜想:对给定的正整数进行一系列变换,则正整数会被螺旋式吸入黑洞(4,2,1),最终都会归入“4-2-1”的模式.该结论至今既没被证明,也没被证伪. 下边程序框图示意了冰雹猜想的变换规则,则输出的i=A.4B.5C.6D.7【答案】B【解析】由题意,第一次循环,12S Z∉,35116S=⨯+=,011i=+=,1S≠;第二次循环,12S Z∈,11682S=⨯=,112i=+=,1S≠;第三次循环,12S Z∈,1842S=⨯=,213i=+=,1S≠;第四次循环,12S Z∈,1422S=⨯=,314i=+=,1S≠;第五次循环,12S Z∈,1212S=⨯=,415i=+=,1S=;此时输出5i=.故选:B例7、【重庆市南开中学2019-2020学年高三下学期线上期中数学】若某程序框图如图所示,则输出的S 的值是A .31B .63C .127D .255【答案】C【解析】第一次运行,1i =,0S =,8i <成立,则2011S =⨯+=,112i =+=; 第二次运行,2i =,1S =,8i <成立,则2113S =⨯+=,213i =+=; 第三次运行,3i =,3S =,8i <成立,则2317S =⨯+=,314i =+=; 第四次运行,4i =,7=S ,8i <成立,则27115S =⨯+=,415i =+=; 第五次运行,5i =,15S =,8i <成立,则215131S =⨯+=,516i =+=; 第六次运行,6i =,31S =,8i <成立,则231163S =⨯+=,617i =+=; 第七次运行,7i =,63S =,8i <成立,则2631127S =⨯+=,718i =+=; 第八次运行,8i =,127S =,8i <不成立, 所以输出S 的值为127. 故选:C .2、由输出结果判断输入量的值例8、【2020·黑龙江哈尔滨六中期中】执行如图所示的程序框图,若输出的结果是1516,则输入的a 为( )A .3B .6C .5D .4【解析】 (1)第1次循环,n =1,S =12;第2次循环,n =2,S =12+122;第3次循环,n =3,S =12+122+123;第4次循环,n =4,S =12+122+123+124=1516.因为输出的结果为1516,所以判断框的条件为n <4,所以输入的a 为4.故选D.例9、我国古代数学著作《周髀算经》有如下问题:“今有器中米,不知其数.前人取半,中人三分取一,后人四分取一,余米一斗五升.问,米几何?”如图是解决该问题的程序框图,执行该程序框图,若输出的S =1.5(单位:升),则输入k 的值为( )A .4.5B .6C .7.5D .9【解析】选B.由程序框图知S =k -k 2-k 2×3-k 3×4=1.5,解得k =6,故选B.例10、执行下面的程序框图,为使输出S 的值小于91,则输入的正整数N 的最小值为( )A.5B.4C.3D.2【答案】D【解析】程序运行过程如下表所示:此时故选D. 例11、【2020届华大新高考联盟高三4月教学质量测评数学】执行如图所示的程序框图,设输出数据构成集合A ,从集合A 中任取一个元素m ,则事件“函数()2f x x mx =+在[)0,+∞上是增函数”的概率为A .14B .12C .34D .35【答案】C【解析】当20x y =-⇒=; 当2111x y =-+=-⇒=-; 当1100x y =-+=⇒=; 当0113x y =+=⇒=; 当1128x y =+=⇒=; 当213x =+=,退出循环. 所以{}0,1,3,8A =-,又函数()2f x x mx =+在[)0,+∞上是增函数,所以002mm -≤⇒≥. 函数()2f x x mx =+在[)0,+∞上是增函数的概率为34. 故选:C .3、辨析程序框图的算法功能:对于辨析程序框图功能问题,可将程序执行几次,即可根据结果作出判断.例12、执行右面的程序框图,如果输入的x=0,y=1,n=1,则输出x,y 的值满足 ( ) A.y=2x B.y=3x C.y=4x D.y=5x【答案】C【解析】由题图可知,x=0,y=1,n=1,执行如下循环: x=0,y=1,n=2;x=12,y=2,n=3;x=12+1=32,y=6,退出循环,输出x=32,y=6,验证可知,C 正确.例13、执行如图所示的程序框图,输出的结果为 ( )A.(-2,2)B.(-4,0)C.(-4,-4)D.(0,-8)【答案】B【解析】x=1,y=1,k=0,进入循环:s=1-1=0,t=1+1=2,x=0,y=2,k=0+1=1<3;s=0-2=-2,t=0+2=2,x=-2,y=2,k=1+1=2<3;s=-2-2=-4,t=-2+2=0,x=-4,y=0,k=2+1=3≥3,跳出循环,输出(x,y),即(-4,0).例14、执行下面的程序框图,如果输入的N=4,那么输出的S=( )A.1+12+13+14B.1+12+13×2+14×3×2C.1+12+13+14+15D.1+12+13×2+14×3×2+15×4×3×2 【答案】B【解析】由程序框图依次计算可得,输入N=4, T=1,S=1,k=2; T=12,S=1+12,k=3; T=13×2,S=1+12+13×2,k=4; T=14×3×2,S=1+12+13×2+14×3×2,k=5; 此时k 满足k>N,故输出S=1+1+1+1.例15、如果执行下边的程序框图,输入正整数N(N ≥2)和实数a 1,a 2,…,a N ,输出A,B,则( )A.A+B 为a 1,a 2,…,a N 的和B. A+B2为a 1,a 2,…,a N 的算术平均数C.A 和B 分别是a 1,a 2,…,a N 中最大的数和最小的数D.A 和B 分别是a 1,a 2,…,a N 中最小的数和最大的数 【答案】C【解析】随着k 的取值不同,x 可以取遍实数a 1,a 2,…,a N ,依次与A,B 比较,A 始终取较大的那个数,B 始终取较小的那个数,直到比较完为止,故最终输出的A,B 分别是这N 个数中的最大数与最小数.例16、【2020届清华大学中学生标准学术能力诊断性测试高三5月测试数学】下列程序框图的算法思想源于我国古代数学名著《九章算术》中的“更相减损术”.执行该程序框图,若输入16a =,10b =,则程序中需要做减法的次数为A .6B .5C .4D .3【答案】C【解析】由16a =,10b =,满足a b ,满足a b >,则16106a =-=;满足a b ,不满足a b >,则1064b =-=; 满足a b ,满足a b >,则642a =-=; 满足a b ,不满足a b >,则422b =-=; 不满足ab ,则输出2a =;则程序中需要做减法的次数为4, 故选:C .4、完善程序框图:完善程序框图问题,结合初始条件和输出结果,分析控制循环的变量应满足的条件或累加、累乘的变量的表达式.例17、【2020届河南省商丘周口市部分学校联考高三5月质量检测数学】宋元时期数学名著《算学启蒙》中有关于“松竹并生”的问题:“松长六尺,竹长两尺,松日自半,竹日自倍,何日竹逾松长?”如图是解决此问题的一个程序框图,其中a 为松长、b 为竹长,则矩形框与菱形框处应依次填A .2a a a =+;a b <B .2aa a =+;a b < C .2a a a =+;a b ≥ D .2aa a =+;a b > 【答案】B【解析】松日自半,则表示松每日增加原来长度的一半,即矩形框应填2aa a =+;何日竹逾松长,则表示竹长超过松长,即松长小于竹长,即菱形框应填ab <. 故选:B例18、【2019·全国1·理T8文T9】下图是求12+12+12的程序框图,图中空白框中应填入( )A.A=12+A B.A=2+1A C.A=11+2AD.A=1+12A【答案】A【解析】执行第1次,A=12,k=1≤2,是,第一次应该计算A=12+12=12+A ,k=k+1=2;执行第2次,k=2≤2,是,第二次应该计算A=12+12+12=12+A,k=k+1=3;执行第3次,k=3≤2,否,输出,故循环体为A=12+A,故选A. 例19、【2018·全国2·理T7文T8】为计算S=1-12+13−14+…+199−1100,设计了右侧的程序框图,则在空白框中应填入( ) A.i=i+1 B.i=i+2 C.i=i+3 D.i=i+4【答案】B【解析】由于N=0,T=0,i=1,N=0+11=1,T=0+11+1=12,i=3,N=1+13,T=12+14,i=5…最后输出S=N-T=1-12+13−14+…+199−1100,一次处理1i 与1i+1两项,故i=i+2. 例20、下面程序框图是为了求出满足3n-2n>1 000的最小偶数n,那么在和两个空白框中,可以分别填入( ) A.A>1 000和n=n+1 B.A>1 000和n=n+2 C.A ≤1 000和n=n+1 D.A ≤1 000和n=n+2【答案】D【解析】因为要求A 大于1 000时输出,且程序框图中在“否”时输出,所以“”中不能填入A>1 000,排除A,B.又要求n 为偶数,且n 初始值为0,所以“”中n 依次加2可保证其为偶数,故选D.例21、执行下面的程序框图,当输入的x 的值为4时,输出的y 的值为2,则空白判断框中的条件可能为( ) A.x>3B.x>4C.x ≤4D.x ≤5【答案】B【解析】因为输入的x 的值为4,输出的y 的值为2,所以程序运行y=log 24=2. 故x=4不满足判断框中的条件,所以空白判断框中应填x>4.例22、【2020年高考浙江】设集合S ,T ,S ⊆N *,T ⊆N *,S ,T 中至少有2个元素,且S ,T 满足:①对于任意的x ,y ∈S ,若x ≠y ,则xy ∈T ;②对于任意的x ,y ∈T ,若x <y ,则y x∈S .下列命题正确的是A .若S 有4个元素,则S ∪T 有7个元素B .若S 有4个元素,则S ∪T 有6个元素C .若S 有3个元素,则S ∪T 有5个元素D .若S 有3个元素,则S ∪T 有4个元素 【答案】A【解析】首先利用排除法:若取{}1,2,4S =,则{}2,4,8T =,此时{}1,2,4,8ST =,包含4个元素,排除选项D ; 若取{}2,4,8S =,则{}8,16,32T =,此时{}2,4,8,16,32S T =,包含5个元素,排除选项C ;若取{}2,4,8,16S =,则{}8,16,32,64,128T =,此时{}2,4,8,16,32,64,128S T =,包含7个元素,排除选项B ;下面来说明选项A 的正确性:设集合{}1234,,,S p p p p =,且1234p p p p <<<,*1234,,,p p p p N ∈,则1224p p p p <,且1224,p p p p T ∈,则41p S p ∈, 同理42p S p ∈,43p S p ∈,32p S p ∈,31p S p ∈,21p S p ∈, 若11p =,则22p ≥,则332p p p <,故322p p p =即232p p =, 又444231p p p p p >>>,故442232p p p p p ==,所以342p p =, 故{}232221,,,S p p p =,此时522,p T p T ∈∈,故42p S ∈,矛盾,舍.若12p ≥,则32311p p p p p <<,故322111,p pp p p p ==即323121,p p p p ==, 又44441231p p p p p p p >>>>,故441331p p p p p ==,所以441p p =, 故{}2341111,,,S p p p p =,此时{}3456711111,,,,p p p p p T ⊆.若q T ∈, 则31q S p ∈,故131,1,2,3,4i q p i p ==,故31,1,2,3,4i q p i +==,即{}3456711111,,,,q p p p p p ∈,故{}3456711111,,,,p p p p p T =, 此时{}234456711111111,,,,,,,S T p p p p p p p p ⋃=即S T 中有7个元素.故A 正确.例23、【2020年高考全国II 卷理数】0-1周期序列在通信技术中有着重要应用.若序列12na a a 满足{0,1}(1,2,)i a i ∈=,且存在正整数m ,使得(1,2,)i m i a a i +==成立,则称其为0-1周期序列,并称满足(1,2,)i m i a a i +==的最小正整数m 为这个序列的周期.对于周期为m 的0-1序列12na a a ,11()(1,2,,1)m i i k i C k a a k m m +===-∑是描述其性质的重要指标,下列周期为5的0-1序列中,满足1()(1,2,3,4)5C k k ≤=的序列是A .11010B .11011C .10001D .11001【答案】C【解析】由i m i a a +=知,序列i a 的周期为m ,由已知,5m =,511(),1,2,3,45i i k i C k a a k +===∑对于选项A ,511223344556111111(1)()(10000)55555i i i C a a a a a a a a a a a a +===++++=++++=≤∑52132435465711112(2)()(01010)5555i i i C a a a a a a a a a a a a +===++++=++++=∑,不满足; 对于选项B ,51122334455611113(1)()(10011)5555i i i C a a a a a a a a a a a a +===++++=++++=∑,不满足; 对于选项D ,51122334455611112(1)()(10001)5555i i i C a a a a a a a a a a a a +===++++=++++=∑,不满足; 故选:C。
高中数学1.1算法的含义、程序框图知识表格素材新人教版必修3
图形符号
名称 终端框(起止框) 输入、输出框 处理框(执行框)
判断框
功能
表示一个算法的起始和结束,是 任何程序框图(或算法框图)不 可缺少的
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
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
3.循环结构的分类及特征:
名称
直到型循环
ห้องสมุดไป่ตู้
当型循环
结构 形式
特征
先执行循环体,后判断条件, 若条件不满足,继续执行循环 体,否则终止循环
先判断条件,若条件满足,则 执行循环体,否则终止循环
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 时则在出口处标明“否”或“N”
图形符号
名称 流程线 连接点
功能 连接程序框. 连接程序框图的两部分.
2.条件结构(条件分支结构、选择结构)程序框图两种形式及特征:
名称
形式一
形式二
结构 形式
特征
两个步骤A,B根据条件选择一 个执行
根据条件是否成立选择是否执 行步骤A
算法和程序框图
连接程序框
连接程序框 图的两部分
三、算法的三种逻辑结构
顺序结构 条件结构 循环结构
程
是
否
P
序
A
B
框
图
结 构
按语句先后、顺序 从上而下依次执行,
根据某种条件
不具备控制流程作 是否满足来选
从某处开始按 一定条件反复 执行某一处理
说 用,是任何一个算 择程序的走 步骤的情况.
法都离不开的基本 向.
明 结构.
A
P否
是
先执行 后判断
先执行循环体,然后再检查条 件是否成立,如果不成立就重复执 行循环体,直到条件成立退出循环. 也叫“后测试型”循环.
基本结构
顺序 结构
程序框图
基本算法语言 输入、输出语句、赋值语句
条件 结构
是
否
P
A
B
循环 结构
While(当型)循环 A
P是 否
Until(直到型)循环
A P否 是
§3.1 算法和程序框图
一、算法及其特征
1、 定义: 在数学中,现代意义上的“算法”
通常是指可以用计算机来解决的某一类 问题的程序或步骤,这些程序和步骤必 须是明确和有效的,而且能够在有限步 之内完成.
比如解方程的算法、函数求值的 算法、作图的算法等等.
2、归纳算法的特征
(1)概括性:算法必须能解决某一类问题 (2)逻辑性:每一步都准确,顺序执行 (3)有穷性:在有限步骤内完成 (4)不唯一性:解决某类问题的算法不唯一 (5)普遍性:很多问题,都可以设计合理的 算法加以解决。
3、算法的表示方法:
算法步骤
将解决问题的算法分步骤 写出来。
算法的概念与流程图
故 表示样本均值
算法的概念与流程图
4 (2009年惠州模拟)按下列程序框图来计算:如果x=5,应该运 算_______次才停止.
解析:xn+1=3xn-2,x1=5,x2=13,x3=37,x4=99, x5=295>200,所以运行4次.
算法的概念与流程图
课堂互动探究
算法的概念与流程图
对算法语句、流程图的理解
算法的概念与流程图
设计算法并画出算法的流程图 设计求解不等式ax+b>0(a≠0)的一个算法,并 用流程图表示. 解析:第一步 输入a,b 第二步 判断a 第三步 若a>0
若a<0 第四步 输出不等式的解集.
算法的概念与流程图
变式探究
2.求底面半径为a,母线长为b的圆柱的表面积和体积,为该问 题设计算法并画出程序框图
算法的概念与流程图
级数 1 2 3 4
全月应纳税金额x-2000元 不超过500元的部分 超过500元至2000元的部分 超过2000元至5000元的部分 …………
税率 5% 10% 15% …………
A. 0.05x; 0.1x
B. 0.05x; 0.15x-250
B. C. 0.05x-100; 0.1x-200
2009 第一步 S取值0,i取值1 第二步 若i不大于12 第三步 计算S+i并将结果代替S 第四步 用i+2的值代替i 第五步 第六步 输出S. 则运行以上步骤输出的结果为______
解析:本题算法用于计算1+3+5+7+9+11,故输出36.
算法的概念与流程图
变式探究
1.(2009年日照模拟)如图,程序框图所进行的求和运算是 (
算法与程序框图
通过逐步构建解决方案,并在构建过程中进 行验证和剪枝的算法。
算法的应用场景
数学领域:诸如求解方程、优化 问题等。如牛顿迭代法、梯度下 降法等。
工程领域:包括信号处理、控制 系统等问题。如卡尔曼滤波算法 、PID控制算法等。
计算机科学领域:包括数据排序 、图形渲染、人工智能等问题。 如快速排序算法、Dijkstra最短路 径算法等。
KMP算法
通过预处理模式串,计算出一个next数组,用于在匹配失败时快速跳过一些不可能匹配的字符,从而 提高字符串匹配的效率。程序框图中可使用两个指针、一个循环结构和一个条件判断表示KMP算法过 程,同时需要额外的计算过程来预处理模式串并生成next数组。
06
算法与程序框图的未来 发展
量子计算对算法与程序框图的影响
程序框图的基本元素
01
起止框
表示程序的开始和结束。
处理框
02
03
判断/决策框
表示程序中的一个处理步骤或操 作。
表示程序中的条件判断或决策点 。
程序框图的基本元素
01
流程线:表示程序的执行流程或 控制流。
02
连接点:用于连接跨越较大空间 的流程线。
输入/输出框:表示程序的输入和 输出。
03
这些基本元素通过各种组合和连 接,可以描述出各种复杂的程序
快速排序
采用分治思想,选取一个基准元素,将列表中小于基准的元 素放到左侧,大于基准的元素放到右侧,然后递归地对左右 两侧子序列进行快速排序。程序框图中可使用递归和条件判 断表示快速排序过程。
图论算法的程序框图表示
深度优先搜索
从某个起始节点开始,沿着一条路径尽 可能深入地搜索,直到路径无法继续为 止,然后回溯到前一个节点,继续深度 优先搜索。程序框图中可使用栈和条件 判断表示深度优先搜索过程。
算法与程序框图
6.把二进制数1011001化为五进制数是() (先化为十进制,再转化为五进制)
【解析】1011001=1×26+1×24+1×23+1=89 5丨89 余数 5丨17 4 5丨3 2 0 3 ∴ 答案为324
变式:将五进制数344化为二进制的数
【解析】因为344=3×52+4×5+4=99 2丨99 余数 2丨49 1 2丨24 1 2丨12 0 2丨6 0 2丨3 0 2丨1 1 0 1
二 程序框图
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。
2.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;带有有向箭头 的流程线将程序框连接起来,表示算法执 行的顺序。
三 三种逻辑结构图
1.顺序结构 2.条件结构 3.循环结构
直到型循环
当型循环
直到型循环
2.秦九韶算法.
n次多项式
改写成如下形式
然后由内向外逐层计算一 次多项式的值,即
求多项式的值时,首先计算最 内层括号内一次多项式的值, 即
这样,求n次多项式f(x) 的值就转化为求n个一次 多项式的值
3.进位制
(1)将二进制数化为十进制数的算法:
第一步:从左到右依次取二进制数anan-1…a1a0 各位上的数字乘以2的对应角标次方,即an2n,
an-12n-1…a12,a0
第二步:把第一步所有积加起来
练习:110010转化为十进制是多少 思考:可否省略计算
(2)将十进制转化为二进制的方法称为除2取余法 如:将255转化为二进制是11111111
十进制与其 他进制的转 换与二进制 异曲同工, 改变的只是 乘或者除的 数字。
1.1.2.1程序框图和顺序结构
abc 第二步:计算 p 2
S
图示:
开始 输入a,b,c
p abc 2
p( p a)( p b)( p c)
第三步:计算
S
p( p a)( p b)( p c)
输出S
结束
第四步:输出三角形的面积S
开始 输入 a, b, c
D b2 4ac
D0
N
Y
x1 (b D ) / 2a
无实根
结束
开始 为了使大家彼此之间能够 读懂各自画的框图,必须 遵守一些共同的规则: (4)判断框是二择一形 式的判断,有且仅有两个 可能结果; 输入 a, b, c
D b2 4ac
D0
N
Y
1.1.2
程序框图与算法 的基本逻辑结构
第一课时
湖南省耒阳市振兴学校
高中数学老师欧阳文丰制作
问题提出
1.算法的含义是什么?
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.
2.算法是由一系列明确和有限的计算步 骤组成的,我们可以用自然语言表述一 个算法,但往往过程复杂,缺乏简洁性, 因此,我们有必要探究使算法表达得更 加直观、准确的方法,这个想法可以通 过程序框图来实现.
(2)框图一般从上到下、从左到右的方向画;
4、顺序结构的程序框图的基本特征:
(1)必须有两个起止框,穿插输入、输出 框和处理框,没有判断框. (2)各程序框从上到下用流程线依次连接. (3)处理框按计算机执行顺序沿流程线依 次排列.
布置作业:P20 B组:1.
课后提升练习 【练习1】 、写出过两点P1 (2,0),P2
算法与程序框图(优秀经典公开课比赛课件)
考点一 框图的含义
例1 如图11-1-7所示的流程 图是将一系列指令和问题用 框图的形式排列而成的,箭头 将告诉你下一步到哪一个程 序框图.阅读下边的流程图,并 回答下面的问题.
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(1)程序框图表示了怎样的算法?
(2)若a>b>c,则输出的数是
则输出的数1
3,b=
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(5) y1=3,即2a+b=3,
①
y2=-2,即-3a+b=-2.
②
由①②解得a=1,b=1,
∴f(x)=x+1.
∴当x取5时,5a+b=f(5)=5×1+1=6.
(6)输入的x值越大,输出的函数值ax+b越大,因 为f(x)=x+1是R上的增函数.
(7)令f(x)=x+1=0得x=-1,因而当输入的值为-1时, 输出的函数值为0.
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【评析】求分段函数值的算 法应用到条件分支结构,因此 在程序框图的画法中需要引 入判断框,要根据题目的要求 引入判断框的个数,而判断框 内的条件不同,对应的下一图 框中的内容或操作就相应地 进行变化.例如,此题还可以 画成如图所示的程序框图.
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*对应演练*
在音乐唱片超市里,每张唱片售价25元,顾客如果购 买5张以上(含5张)唱片,则按九折收费;如果顾客 买10张以上(含10 张)唱片,则按照八五折收费,请设 计一个完成计费工作的算法,画出程序框图.
(2)此题的程序框图也可用后面的循环结构框图表 示.
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*对应演练*
已知平面内的一点 P0(x0,y0)和直线 l:Ax+By+C=0,求 点P0(x0,y0)到直线l 的距离d,画出程序 框图.
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普通高中课程标准实验教科书—数学[人教版]高三新数学第一轮复习教案(讲座15)—算法的含义、程序框图一.课标要求:1.通过对解决具体问题过程与步骤的分析(如,二元一次方程组求解等问题),体会算法的思想,了解算法的含义;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(如,三元一次方程组求解等问题),理解程序框图的三种基本逻辑结构:顺序、条件分支、循环。
二、.要点精讲1.算法的概念(1)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,现代意义的算法是指可以用计算机来解决的某一类问题的程序和步骤,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,不能无限制的持续进行。
(3)算法的描述:自然语言、程序框图、程序语言。
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)构成程序框的图形符号及其作用(3)程序框图的构成一个程序框图包括以下几部分:实现不同算法功能的相对应的程序框;带箭头的流程线;程序框内必要的说明文字。
3.几种重要的结构 (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,框与框之间是按从上到下的顺序进行的。
它是由若干个依次执行的步骤组成的,它是任何一个算法都离不开的一种基本算法结构。
见示意图和实例: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)条件结构如下面图示中虚线框内是一个条件结构,此结构中含有一个判断框,算法执行到此判断给定的条件P 是否成立,选择不同的执行框(A 框、B 框)。
无论P 条件是否成立,只能执行A 框或B 框之一,不可能既执行A 框又执行B 框,也不可能A 框、B 框都不执行。
A 框或B 框中可以有一个是空的,即不执行任何操作。
见示意图(3)循环结构在一些算法中要求重复执行同一操作的结构称为循环结构。
即从算法某处开始,按照一定条件重复执行某一处理过程。
重复执行的处理步骤称为循环体。
循环结构有两种形式:当型循环结构和直到型循环结构。
①当型循环结构,如左下图所示,它的功能是当给定的条件P 成立时,执行A 框,A 框执行完毕后,返回来再判断条件P 是否成立,如果仍然成立,返回来再执行A 框,如此反复执行A 框,直到某一次返回来判断条件P 不成立时为止,此时不再执行A 框,离开循环结构。
继续执行下面的框图。
示意②直到型循环结构,如右下图所示,它的功能是先执行重复执行的A 框,然后判断给定的条件P 是否成立,如果P 仍然不成立,则返回来继续执行A 框,再判断条件P 是否成立。
以次重复操作,直到某一次给定的判断条件P 时成立为止,此时不再返回来执行A 框,离开循环结构。
继续执行下面的框图。
见示意图 三.典例解析题型1:算法概念例1.下列说法正确的是( ) 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同的结果;C .解决某一个具体问题算法不同结果不同;D .算法执行步骤的次数不可以为很大,否则无法实施。
解析:答案为选项B ;选项B ,例如:判断一个整数是否为偶数,结果为“是偶数”和“不是偶数”两种;选项A ,算法不能等同于解法;选项C ,解决某一个具体问题算法不同结果应该相同,否则算法构造的有问题;选项D ,算法可以为很多次,但不可以无限次。
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……。
例2.下列语句中是算法的个数为( )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,判断其是否是大树;④已知三角形的一部分边长和角,借助正余弦定理求得剩余的边角,再利用三角形的面积公式求出该三角形的面积。
A .1B .2C .3D .4解析:正确选项为C ,③中我们对“树的大小”没有明确的标准,无法完成任务,不是有效的算法构造。
①中,勾画了从济南到巴黎的行程安排,完成了任务;②中,节约时间,烧水泡茶完成了任务;④中,纯数学问题,借助正、余弦定理解三角形,进而求出三角形的面积。
点评:算法过程要做到能一步一步的执行,每一步执行的操作,必须确切,不能含混不清,且在有限步后的必须得到问题的结果。
题型2:经典算法例3.一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?解析: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,具体算法如下:当型循环结构 直到型循环结构算法步骤: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,很多较复杂的问题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4.这是中国古代的一个著名算法案例:一群小兔一群鸡,两群合到一群里,要数腿48,要数脑袋17,多少小兔多少鸡?解析:求解鸡兔的问题简单直观,却包含着深刻的算法思想。
应用解二元一次方程组的方法来求解鸡兔同笼问题。
第一步:设有小鸡x 只,小兔y 只,则有⎩⎨⎧=+=+)2(4842)1(17y x y x第二步:将方程组中的第一个方程两变乘-2加到第二个方程中去,得到⎩⎨⎧⨯-=-=+21748)24(17y y x ,得到y=7;第三步:将y=7代入(1)得x=10。
点评:解决这些问题的基本思想并不复杂,很清晰,但叙述起来很烦琐,有的步骤非常多,有的计算量很大,有时候完全依靠人力完成这些工作很困难。
但是这些恰恰是计算机的长处,它能不厌其烦的枯燥的、重复的、繁琐的工作。
但算法也有优劣,我们要追求高效。
题型3:顺序结构例5.写出通过尺轨作图确定线段AB 一个5等分点的算法。
解析: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。
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:在射线上延AC 的方向截取线段CE=AC ; 第四步:在射线上延AC 的方向截取线段EF=AC ; 第五步:在射线上延AC 的方向截取线段FG=AC ;第六步:在射线上延AC 的方向截取线段GD=AC ,那么线段AD=5AB ; 第七步:连接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: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。
例6.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。
解析:用P表示钢琴的价格,不难看出如下算法步骤:2005年P=10000×(1+3%)=10300;2006年P=10300×(1+3%)=10609;2007年P=10609×(1+3%)=10927.27;2008年P=10927.27×(1+3%)=11255.09;程序框图为:点评:顺序结构只须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。
题型4:条件结构例7.设计算法判断一元二次方程02=++c bx ax 是否有实数根,并画出相应的程序框图。
解析: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△ac b 42-=的值;第三步:判断△≥0是否成立。
若△≥0成立,输出“方程有实根”;否则输出“方程无实根”。
结束算法。
相应的程序框图如下:点评:根据一元二次方程的意义,需要计算判别式△ac b 42-=的值。
再分成两种情况处理:(1)当△≥0时,一元二次方程有实数根;(2)当△<0时,一元二次方程无实数根。
该问题实际上是一个分类讨论问题,根据一元二次方程系数的不同情况,最后结果就不同。
因而当给出一个一元二次方程时,必须先确定判别式的值,然后再用判别式的值的取值情况确定方程是否有解。
该例仅用顺序结构是办不到的,要对判别式的值进行判断,需要用到条件结构。
例8.(1)设计算法,求0=+b ax 的解,并画出流程图。
解析:对于方程0=+b ax 来讲,应该分情况讨论方程的解。
我们要对一次项系数a 和常数项b 的取值情况进行分类,分类如下: (1)当a ≠0时,方程有唯一的实数解是ab -; (2)当a=0,b=0时,全体实数都是方程的解; (3)当a=0,b ≠0时,方程无解。
联想数学中的分类讨论的处理方式。
可得如下算法步骤:第一步:判断a 是否不为零。