秦九韶算法
高中数学必修三第一章09秦九韶算法与进位制
高中数学必修三第一章09秦九韶算法与进位制一、引言进位制是现代数学的基础之一，我们所使用的十进制数即是以10为基数的进位制。
而在高中数学必修三第一章中，也介绍了中国古代的一种进位制算法，秦九韶算法，用于做乘法运算。
本文将介绍秦九韶算法与进位制的相关内容。
二、进位制的基础进位制是指一种数的表示方法，采用固定的数字符号和固定的位权，每增加一个位权，数字符号变化一次。
在十进位制中，数字符号为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，位权从右到左依次为1、10、100、1000...，而各个位上的数字符号乘以相应的位权相加即可得到整个数的值。
例如，数1234的表示方式为：(1*1000)+(2*100)+(3*10)+(4*1)=1234进位制的特点是能够方便地进行乘法、除法和算术运算，因此在数学中得到广泛应用。
三、秦九韶算法的定义秦九韶算法，又称秦九韶势算法，是中国古代的一种进位制乘法运算方法，被广泛应用于古代的大量算术题目和通用计算。
其基本思想是将待乘数按照位权展开，然后进行分段相乘在求和的操作。
四、秦九韶算法的步骤1.将被乘数按照位权展开，将每一位上的数乘以相应的位权。
例如，对于被乘数为A=1234，展开后为：A=(1*1000)+(2*100)+(3*10)+(4*1)=1000+200+30+42.将乘数按位权展开。
例如，对于乘数为B=5678，展开后为：B=(5*1000)+(6*100)+(7*10)+(8*1)=5000+600+70+83.分段相乘并求和。
将A和B的每一位进行相乘，然后求和。
五、秦九韶算法的优点1.简单方便：秦九韶算法将乘法运算简化为分段相乘和求和，相对于纯手工计算乘法步骤较为简单，易于操作。
2.提高效率：乘法是基本的数学运算之一，而秦九韶算法能够提高乘法运算的速度和效率，节省计算时间。
3.通用性强：秦九韶算法适用于任意大小的数，无论是小数或大数之间的乘法运算。
六、秦九韶算法的应用秦九韶算法不仅仅在古代被广泛应用于计算、商业和实际生活中的数学问题，同时也是其他进位制乘法算法的基础。
秦九韶算法
共做了4次乘法运算，5次加法运算。
思考2:利用后一种算法求多项式 f(x)=anxn+an-1xn-1+„+a1x+a0的值，这 个多项式应写成哪种形式？ f(x)=anxn+an-1xn-1+„+a1x+a0 =(anxn-1+an-1xn-2+„+a2x+a1)x+a0 =((anxn-2+an-1xn-3+„+a2)x+a1)x+a0 = „ =(„((anx+an-1)x+an-2)x+„+a1)x+a0
知识探究(一):秦九韶算法的基本思想
思考1:对于多项式f(x)=x5+x4+x3+x2+x+1， 怎么样求f(5)的值呢？
计算多项式ｆ(ｘ) =ｘ５＋ｘ４＋ｘ３＋ ｘ２＋ｘ＋１当x = 5的值 算法1： ｆ(ｘ) =ｘ５＋ｘ４＋ｘ３＋ｘ２＋ｘ＋１ 因为
所以ｆ(5)=5５＋5４＋5３＋5２＋5＋１
n 次乘法运算，n 次加法运算.
思考3:对于f(x)=(„((anx+an-1)x+an-2)x
+„+a1)x+a0，由内向外逐层计算一次多项式 的值，其算法步骤如何？
第一步，计算v1=anx+an-1. 第二步，计算v2=v1x+an-2. 第三步，计算v3=v2x+an-3. … 第n步，计算vn=vn-1x+a0.
作业： P45练习：2. P48习题1.3A组：2.
输入n，an，x的值
v=an i=n-1
i=i-1 v=vx+ai
§75秦九韶算法
§75秦九韶算法§75秦九韶算法──求多项式的值一、泰勒定理简介二、求多项式值的求法三、秦九韶算法1.直接法2.累乘法3.秦九韶算法1.步骤2.编程复杂函数多项式函数泰勒定理先改后算两大步降幂提因○补缺由内到外逐层算人工递推系数表4.其他法递推公式法人工系数表法三大语言三结构五种语句三案例高考主流是框图循环结构是重点辗转相除法与更相减损术进位制秦九韶算法注4：注1：自然语言框图程序设计语言注2：顺序结构条件结构循环结构输入语句注3：赋值语句输出语句条件语句循环语句───求最大公约数───求多项式的值框图的画法是次要的重点是要能看懂框图2.辗转相除法1.短除法求最大公约数的方法3.更相减损术数字较小短除法公质因数连续除除到所有商互质除数连乘是答案大除小余换大辗转除何时停0或11互质0除数即答案大减小差换大连续减何时停两相等即答案若可半可省功注：辗转相除法与更相减损术的异同点1.辗转相除法以除法运算为主3.两法本质上都是递推，都可用循环结构编程更相减损术以减法运算为主2.辗转相除法当除法运算余数为O或1时终止运算更相减损术当减法运算差为O时终止运算§75秦九韶算法──求多项式的值一、泰勒定理简介二、求多项式值的求法三、秦九韶算法1.直接法2.累乘法3.秦九韶算法1.步骤2.编程复杂函数多项式函数泰勒定理先改后算两大步降幂提因○补缺由内到外逐层算人工递推系数表4.其他法递推公式法人工系数表法常见的多项式（整式）函数我省的大压轴题，每年都是以三次函数来说事2013年的全国Ⅰ卷的小压轴题，是四次函数泰勒中值定理一、泰勒定理简介复杂函数多项式函数泰勒定理②n越大越精确①阶乘的概念：参课本P：32练习2麦克劳林公式一、泰勒定理简介复杂函数多项式函数泰勒定理1.直接法2.累乘法3.秦九韶算法最多n(n+1)/2次乘法，n次加法最多n次乘法，n次加法xn=(xn-1)xxn-1=(xn-2)xxn-2=(xn-3)x…二、求多项式值的求法4.其他法例如当n=10时……引例.求f(x)=x5+x4+x3+x2+x+1当x=5时的值直接法f(5)=5５＋5４＋5３＋5２＋5＋１=3125＋625＋125＋25＋5＋１=3906累乘法f(5)=5５＋5４＋5３＋5２＋5＋１＋5＋１□=＋□＋□＋□251253125625=3906引例.求f(x)=x5+x4+x3+x2+x+1当x=5时的值秦九韶算法f(5)=5５＋5４＋5３＋5２＋5＋１=5×(5４＋5３＋5２＋5＋１)＋１=5×(5×(5３＋5２＋5＋１)＋１)＋１=5×(5×(5×(5２+5+１)+１)+１)+１=5×(5×(5×(5×(5+１)+１)+１)+１)+１=5×(5×(5×(5×6+１)+１)+１)+１=5×(5×(5×31+１)+１)+１=5×(5×156+１)+１=5×781+１=3906先改后算迭代法降幂提因○补缺由内到外逐层算人工递推系数表后算先改可以看出，该算法是：将求一个5次多项式f(x)的值转化成了求5个一次多项式的值的方法引例.求f(x)=x5+x4+x3+x2+x+1当x=5时的值1.直接法2.累乘法f(5)=5５＋5４＋5３＋5２＋5＋１3.秦九韶算法4.其他法5５，5４，5３，5２，5，１应用等比数列的求和公式最简洁吧秦九韶算法：设是一个n次的多项式先对该多项式按下面的方式进行改写：先改后算两大步降幂提因○补缺由内到外逐层算如何求该多项式的值呢？最后一项Vn是所求值秦九韶算法是将求一个n次多项式f(x)的值转化成了，求n个一次多项式的值的方法。
秦九韶算法与进位制
秦九韶算法与进位制秦九韶算法是中国古代一种进行大数乘法和除法的计算方法，其具有高效性和简便性的特点，被广泛应用于商业、工程和科学计算等领域。
在秦九韶算法中，进位制是一种用于计数和表示数字的体系，具有十进制、二进制、八进制和十六进制等形式。
A = a0 + a1*x + a2*x^2 + a3*x^3 + ... + an*x^nB = b0 + b1*x + b2*x^2 + b3*x^3 + ... + bm*x^m其中，a0到an和b0到bm为系数，x为变量。
利用秦九韶算法，我们可以求得乘积C的展开形式：C = c0 + c1*x + c2*x^2 + c3*x^3 + ... + cn*x^n+m其中，ci可以通过如下计算得出：ci = a0*b0 + (a1*b0+a0*b1)*x + (a2*b0+a1*b1+a0*b2)*x^2 + ...这样，我们可以分别计算各个ci的值，并将其相加得到最终结果。
利用进位制，我们可以轻松地完成每一步乘法和加法操作，从而实现高效的大数乘除计算。
进位制是一种用于计数和表示数字的体系，其最常见的形式是十进制，即使用0到9的十个数字进行计数。
在十进制数中，每个数字的位置代表的是10的幂次，例如100表示1乘以10的2次方，1000表示1乘以10的3次方，以此类推。
进位制还可以是其他进制，例如二进制、八进制和十六进制。
在十进制数中，当其中一位数达到9时，需要进位到高一位，并将该位数置0；而在二进制数中，当其中一位数达到1时，也需要进位到高一位，并将该位数置0。
进位制的运算规则相对简单明了，不仅适用于小数计算，也适用于大数计算。
通过进位制，我们可以方便地进行加法、减法、乘法和除法等运算，并获得相应的结果。
总而言之，秦九韶算法与进位制都是中国古代的数学成就，秦九韶算法通过多项式展开和进位制的运算规则，实现了高效的大数乘除计算。
进位制作为一种计数和表示数字的体系，不仅简洁易懂，还能适用于不同进制下的计算。
数学家秦九韶简介_秦九韶算法简介
数学家秦九韶简介_秦九韶算法简介秦九韶(1208年-1261年)，字道古，汉族，生于普州安岳(今四川省安岳县)。
南宋官员、数学家，与李冶、杨辉、朱世杰并称宋元数学四大家。
秦九韶提出的秦九韶算法是中世纪的数学泰斗。
下面是店铺为你搜集数学家秦九韶简介的相关内容，希望对你有帮助!数学家秦九韶简介作为著名数学家秦九韶来说，他并不是一出生就是数学家，而是凭借着自己对数学方面的喜好和勤奋好学。
在他小时候就很是聪敏勤学，宋绍定四年的时期，秦九韶考中进士，他每每在政务之余，就会对数学进行潜心钻研。
除此之外，他还喜欢广泛的搜集历学、数学、星象、音律、营造等资料，进行分析和研究。
他曾在为母亲守孝时，把长期积累的数学知识和研究所得加以编辑，写成了闻名的巨著《数学九章》，并创造了“大衍求一术”。
被称为“中国剩余定理”。
而其中他所论的“正负开方术”，还被称之为“秦九韶程序”。
他之所以能够成为著名的数学家，跟他的父亲是有密切联系的。
当时他的父亲担任工部郎中和秘书少监的期间，正好是他努力学习和积累知识的时候。
而他的父亲正好掌管营建，以及图书，在他的下属机构还设有太史局，因此，他便有机会阅读大量典籍，同时还可以拜访天文历法和建筑等方面的专家，请教天文历法和土木工程问题。
此外，他又曾向“隐君子”学习数学，向著名词人李刘学习骈俪诗词，并达到较高水平。
秦九韶算法秦九韶算法是中国南宋时期的数学家秦九韶提出的一种多项式简化算法。
在西方则被称作霍纳算法。
它也是中国古代著名和伟大的数学家、中世纪的数学泰斗---秦九韶的算法理论之一。
秦九韶算法具体是将一种将一元n次多项式的求值问题转化为n 个一次式的算法。
它的解答方法大大简化了整个的计算过程，即便是在现代，利用计算机解决多项式的求值问题时，秦九韶算法依然是最优的算法。
而“秦九韶算法”的主人公则是著名人物秦九韶。
他是南宋末年人，出生帝是在鲁郡。
早年曾从隐君子学数术，后因其父往四川做官，便跟随父迁徙。
海伦秦九韶算法公式
海伦秦九韶算法公式
海伦秦九韶算法公式是一种用于求解三角形面积的数学公式。
该公式由古希腊数学家海伦提出，后来被中国古代数学家秦九韶所发扬光大，因此也被称为“海伦-秦九韶公式”。
海伦秦九韶公式的表达式为：
S = √[p(p-a)(p-b)(p-c)]
其中，S为三角形的面积，a、b、c分别为三角形三边的长度，p 为三角形半周长，即：
p = (a+b+c)/2
海伦秦九韶公式的推导过程较为复杂，但其优点在于可以快速、准确地计算任意形状的三角形的面积，而不需要事先知道其高度或底边长。
由于其实用性和广泛应用，海伦秦九韶公式已成为中学数学教学中不可或缺的一部分。
- 1 -。
(新)人教版高中数学必修三1.3.2《秦九韶算法》精品课件
[问题5]对于多项式
f(x)=(…((anx+an-1)x+
an-2)x+…+a1)x+a0
由内向外逐层计算一次多项式的值，其算法步骤 如何？ 第一步，计算v1=anx+an-1. 第二步，计算v2=v1x+an-2. 第三步，计算v3=v2x+an-3. …
思考：在多项 式的求值上， 这是怎样的一 种转化？
练习：
1.已知多项式f(x)=x5+5x4+10x3+10x2+5x+1 用秦九韶算法求这个多项式当x=-2时的值。 2.已知多项式f(x)=2x6-6x4-5x2+4x-6 用秦九韶算法求这个多项式当x=5时的值。
你从中看到了 3+3x2-6x当 3.已知多项式 f(x)=2x6-5x5-4x怎样的规律？ 怎么用程序框 图来描述呢？ x=5用秦九韶算法求这个多项式当 x=5时的值
[问题3]能否探索更好的算法,来解决任意多项式的 求值问题? v =2 0 f(x)=2x5-5x4-4x3+3x2-6x+7 v1=v0x-5=2×5-5=5 4 3 2 =(2x -5x -4x +3x-6)x+7 v2=v1x-4=5×5-4=21 3 2 =((2x -5x -4x+3)x-6)x+7 v3=v2x+3=21×5+3=108 2 =(((2x -5x-4)x+3)x-6)x+7 v4=v3x-6=108×5-6=534 =((((2x-5)x-4)x+3)x-6)x+7 所以,当x=5时,多项式的值是2677.
第n步，计算vn=vn-1x+a0.
《秦九韶算法》课件
秦九韶பைடு நூலகம்法的代码示例
} ``` Java实现
秦九韶算法的代码示例
01
```java
02
import java.util.Scanner;
public class Main {
03
秦九韶算法的代码示例
01
02
03
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new
秦九韶算法的步骤解析
01
确定多项式的最高次项 系数和次数。
02
根据秦九韶算法的公式 ，计算一次多项式的系 数。
03
利用一次多项式求值公 式，计算多项式的值。
04
重复以上步骤，直到求 出所有需要计算的多项 式的值。
秦九韶算法的公式推导
根据多项式求值原理，推导出秦九韶 算法的公式。
利用递归的思想，将高次多项式转化 为一次多项式，推导出秦九韶算法的 公式。
编写代码
按照秦九韶算法的步骤，编写相应的代码。需要注意代码 的健壮性和可读性，以便于后续的维护和调试。
测试代码
通过输入不同的多位数，测试代码的正确性和性能。
秦九韶算法的代码示例
C语言实现 ```c
int main() {
秦九韶算法的代码示例
int n, x = 0, i, d; printf("请输入一个多位数：");
05
秦九韶算法的优缺点
秦九韶算法的优点
01
02
03
高效性
秦九韶算法将多项式求值 问题转化为一系列一元运 算，减少了乘法的次数， 提高了运算效率。
易于编程实现
秦九韶算法的步骤明确， 易于转化为程序代码，便 于计算机实现。
算法案例(秦九韶算法)
算法的步骤和流程
01
02
03
04
2. 将 $a_{i+1}$ 加到 $v$ 中。 3. 将 $v$ 存储在变量 $P$ 中。
步骤3：返回 $P$ 作为多项 式的值。
通过以上步骤，秦九韶算法可以 在 $O(n)$ 的时间内计算出一元 多项式的值，其中 $n$ 是多项式 的次数。与直接使用常规的求值 方法相比，秦九韶算法可以显著 减少乘法的次数，从而提高计算
缺点
对大系数多项式不适用
秦九韶算法适用于系数和次数都很大的多项式，但如果多项式的 系数非常大，可能会导致数值溢出或下溢，影响计算精度。
需要额外的存储空间
秦九韶算法需要存储中间结果，如果多项式的次数很大，需要额外 的存储空间。
对某些特殊多项式不适用
秦九韶算法不适用于某些特殊的多项式，如常数、一次多项式等。
秦九韶算法的应用场景
数值分析
秦九韶算法在数值分析中广泛应用于求解多项式方程的根，以及进行 数值积分和微分等计算。
科学计算
在科学计算领域，秦九韶算法被用于计算物理、化学、工程等领域中 的多项式函数值，以及进行数据拟合和插值等操作。
计算机图形学
在计算机图形学中，秦九韶算法被用于计算光线追踪和纹理映射等算 法中的多项式函数值，以提高渲染效率和精度。
05
秦九韶算法的优缺点
优点
高效性
秦九韶算法是一种快速算法，可以在多项式 时间内完成计算，比直接计算更高效。
易于编程实现
秦九韶算法的步骤明确，易于编程实现，可 以方便地应用于计算机程序中。
数值稳定性
秦九韶算法在计算过程中可以减少舍入误差， 提高数值稳定性。
适用范围广
秦九韶算法适用于多项式的系数和次数都很 大的情况，具有较广的适用范围。
秦九韶算法课堂教学PPT
秦九韶算法的数学证明
秦九韶算法的证明
秦九韶算法的正确性可以通过数 学证明来证实，证明的关键在于 利用多项式的递推关系和数学归
纳法。
递推关系的证明
证明秦九韶算法中的递推关系是正 确的，可以通过数学归纳法来证明。
算法复杂度的分析
秦九韶算法的时间复杂度为O(n)， 空间复杂度为O(1)，比直接法更高 效。
将多项式表示为 “v[0]+v[1]*x+v[2]*x^2+...+v[n]*x ^n”的形式，通过n次乘法和加法运 算得到多项式的值。
利用多项式的递推关系，通过迭代计 算多项式的值，可以减少计算量。
多项式系数与根的关系
多项式的根
多项式等于0的解称为多项式的根 。
系数与根的关系
多项式的系数与多项式的根之间 存在一定的关系，可以通过求解 方程组得到多项式的根。
详细描述
Java语言具有面向对象的特性，能够培养学生的面向对象编程思维。使用Java实 现秦九韶算法可以让学生体验到严谨的编程规范和代码组织方式，同时也能加深 对算法的理解和应用。
使用C实现秦九韶算法
总结词
底层操作，高效执行
详细描述
C语言具有底层操作的特性，能够让学生更加深入地了解计算机底层的工作原理。使用C实现秦九韶算法可以让学 生更加深入地理解算法的实现细节，同时也能提高他们的编程能力和执行效率。
03
秦九韶算法的编程实现
使用Python实现秦九韶算法
总结词
简洁明了，易于理解
详细描述
Python语言具有简洁的语法和易读性，适合初学者学习。使用Python实现秦九 韶算法可以让学生快速理解算法的基本思想，并通过简单的代码实现加深对算 法的理解。
1.3.3 秦九邵算法
第一步，计算v1=anx+an-1.
思考4:对于f(x)=(…((anx+an-1)x+ an-2)x+…+a1)x+a0，由内向外逐层计算 一次多项式的值，其算法步骤如何？
第一步，计算v1=anx+an-1.
思考5:上述求多项式 f(x)=anxn+an-1xn-1+…+a1x+a0的值的方法 称为秦九韶算法，利用该算法求f(x0)的 值，一共需要多少次乘法运算，多少次 加法运算？
思考4:对于f(x)=(…((anx+an-1)x+ an-2)x+…+a1)x+a0，由内向外逐层计算 一次多项式的值，其算法步骤如何？
思考4:对于f(x)=(…((anx+an-1)x+ an-2)x+…+a1)x+a0，由内向外逐层计算 一次多项式的值，其算法步骤如何？
第一步，计算v1=anx+an-1.
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秦九韶算法
知识探究(一):秦九韶算法的基本思想 思考1 已知f ( x ) 5 x 4 x 3 x 2 x x 1, 求f (5). 18556 算法1： 需要(5+4+3+2)=14次乘法，5次加法
5 4 3 2
算法2： 秦九韶算法 需要5次乘法，5次加法
知识探究(一):秦九韶算法的基本思想 思考1 已知f ( x ) 5 x 4 x 3 x 2 x x 1, 求f (5). 18556 算法1： 需要(5+4+3+2)=14次乘法，5次加法
思考5:上述求多项式 f(x)=anxn+an-1xn-1+…+a1x+a0的值的方法 称为秦九韶算法，利用该算法求f(x0)的 值，一共需要多少次乘法运算，多少次 加法运算？
秦九韶算法与进位制课件
1．理解秦九韶算法的关键：一是弄清算法原理是加法对 乘法的分配律，二是弄清算法设计中递推关系是一个反复执
行的运算，故用循环语句来实现．
(1)秦九韶算法过程分析：
由于vv0k＝＝vakn－，1x＋an－k. 其中 k＝1,2，…，n. 这样我们便可由 v0 依次求出 v1，v2，…，vn： v1＝v0x＋an－1，v2＝v1x＋an－2，v3＝v2x＋an－3，…，vn＝ vn－1x＋a0. 于是我们用 v 来记录每次一次式计算的结果，最初赋值 v＝an，用 v＝v*x＋an－i 实现递推循环，i 的初值为 1，i＝i＋ 1 记录循环次数，i≤n 控制何时结束循环输出 v.f(x)的系数 ak 用一个循环语句实现输入．
• WEND • PRINT b • END
• 程序框图
• 依据此程序：
• 第1轮(i＝1)循环结束时b＝a0. • 第2轮(i＝2)循环结束时b＝a1k＋a0. •…
• 第j轮(i＝j)循环结束时，b＝aj－1kj－1＋aj－ 2kj－2＋…＋a1k＋a0.
• 最后结束时，b＝ankn＋an－1kn－1＋…＋a1k ＋a0.
• 1．把一个n次多项式f(x)＝anxn＋an－1xn－1 ＋…＋a1x＋a0改写成如下形式：
• f(x)＝anxn＋an－1xn－1＋…＋a1x＋a0 • ＝(anxn－1＋an－1xn－2＋…＋a1)x＋a0 • ＝((anxn－2＋an－1xn－3＋…＋a2)x＋a1)x＋a0 • ＝＋…＋a1)x＋a0
• 算法程序为： • INPUT “a，k＝”；a，k • b＝0 • i＝0
• DO • q＝a\k • r＝a MOD k • b＝b＋r*10^i • i＝i＋1 • a＝q
• LOOP UNTIL q＝0 • PRINT b • END • 用WHILE语句编程如下：
秦 九 韶 算 法
秦九韶算法求多项式某一点处的值或导数设法减少算法中乘法或加法的数量，是提升算法性能的方法之一。
秦九韶算法就是其中的范例。
设给定多项式(1)p(x)=a0xn+a1xn#x2212;1+#x22EF;+an#x2212;1x+an"role="presentation">p(x)=a0xn+a1xn?1+?+an?1x+an(1)(1)p(x)=a 0xn+a1xn?1+?+an?1x+anp(x)=a_0x^n+a_1x^{n-1}+cdots+a_{n-1}x+a_n tag{1}求x#x2217;" role="presentation" style="position: relative;">x?x?x^{*}处的函数值p(x#x2217;)" role="presentation" style="position: relative;">p(x?)p(x?)p(x^*)我们采用以下方法：p(x)=(#x22EF;(a0x+a1)x+#x22EF;+an#x2212;1)x+an"role="presentation">p(x)=(?(a0x+a1)x+?+an?1)x+anp(x)=(?(a0x +a1)x+?+an?1)x+anp(x)=(cdots(a_0x+a_1)x+cdots+a_{n-1})x+a_n它可以表示为(2){b0=a0bi=bi#x2212;1x#x2217;+ai,i=1,2,#x22EF;,n"role="presentation">{b0=a0bi=bi?1x?+ai,i=1,2,?,n(2)(2){b0=a 0bi=bi?1x?+ai,i=1,2,?,nbegin{cases}b_i = b_{i-1}x^* + a_i, quad i=1,2,cdots, nend{cases}则bn=p(x#x2217;)" role="presentation" style="position: relative;">bn=p(x?)bn=p(x?)b_n = p(x^*)为所求。
案例2秦九韶算法
并行化优化效果
通过实验验证，并行化实现的秦 九韶算法在处理大规模数值计算 问题时，能够显著提高计算速度， 减少计算时间。
算法的误差分析
误差来源
秦九韶算法中的误差主要来源于舍入误差和截断误差。舍 入误差是由于计算机浮点数的表示精度限制而引起的，截 断误差是由于近似计算而引起的。
误差传播
误差在秦九韶算法的计算过程中会累积和传播，对计算结 果的精度产生影响。误差传播的分析有助于了解算法的精 度损失情况。
扩展应用前景
随着科学计算和工程领域中大规模数值计算问题的不断涌现，秦九韶 算法的扩展应用前景广阔，具有重要的实际意义和价值。
05 秦九韶算法的未来发展与 展望
算法的进一步研究与完善
深入研究秦九韶算法 的数学原理，探索其 更广泛的应用场景。
结合现代计算机技术， 开发更高效的秦九韶 算法实现方式。
针对算法的缺陷和不 足，进行改进和优化， 提高算法的效率和准 确性。
算法在其他领域的应用探索
01
在数值分析、计算物理、工程优化等领域探索秦九 韶算法的应用可能性。
02
结合人工智能、机器学习等技术，将秦九韶算法应 用于数据分析和模式识别等领域。
03
探索秦九韶算法在金融、经济、社会科学等领域的 应用，为决策提供支持。
秦九韶算法对数学发展的影响
1
秦九韶算法的提出和发展，丰富了数学理论体系， 为后续数学研究提供了新的思路和方法。
秦九韶算法案例分析
contents
目录
• 秦九韶算法简介 • 秦九韶算法的原理 • 秦九韶算法案例展示 • 秦九韶算法的改进与优化 • 秦九韶算法的未来发展与展望
01 秦九韶算法简介
秦九韶算法的定义
秦九韶算法是一种用于计算多项式的 算法，它将多项式计算转化为一系列 的乘法和加法操作，从而提高了计算 的效率。
秦九韶算法胡
这种方法 叫秦九韶 算法
秦九韶简介
秦九韶（约公元1202年－1261年），字道古，南宋末年人，出 生于鲁郡（今山东曲阜一带人）。早年曾从隐君子学数术，后因其 父往四川做官，即随父迁徙，后也认为是普州安岳（今四川安岳县） 人。秦九韶与李冶、杨辉、朱世杰并称宋元数学四大家。 秦九韶聪敏勤学，宋绍定四年（公元 1231），秦九韶考中进 士，先后担任县尉、通判、参议官、州守等职。先后在湖北、安 徽、江苏、浙江等地做官。南宋理宗景定元年（公元 1260年）出 任梅州（今广东梅县）守，翌年卒于梅州。据史书记载，他“性 及机巧，星象、音律、算术以至营造无不精究”，还尝从李梅亭 学诗词。他在政务之余，以数学为主线进行潜心钻研，且应用范 围至 为广泛：天文历法、水利水文、建筑、测绘、农 耕、军事、商业金融等方面。 从历史上来看，秦九韶的《数书九章》可与 《九章算术》相媲美；从世界范围来看，秦九韶的 《数书九章》也不愧为世界数学名著。
胡 美 蓉 制 作
然后由内向外逐层计算一次多项式的值,即
v2=v1x+an-2, v3=v2x+an-3, ……, vn=vn-1x+a0.
秦九韶算法就是将一个求n次多项式f(x)的 值转化为求n个一次多项式的值.
直到今天，这种算法仍是世界上多项式 求值的最先进的算法。 这种方法的计算量仅为：
胡 美 蓉 制 作
v0 an v k v k 1 x an k ( k 1, 2, , n)
胡 美 蓉 制 作
编程用秦九韶算法计算多项式的值
编程用秦九韶算法计算多项式的值秦九韶算法是一种用于快速计算多项式的值的算法。
它可以有效地减少乘法运算的次数，从而提高计算速度。
算法的基本思想是利用数学上的展开式将多项式的计算过程简化为一系列乘法和加法操作。
具体步骤如下：1. 给定一个多项式P(x) = a0 + a1 * x + a2 * x^2 + ... + an * x^n，其中x是输入的值。
以及给出了系数a0, a1, a2, ..., an。
2.从右至左，依次处理每一项，利用迭代的方式计算多项式的值。
3. 初始化一个变量result为0，用于存储最后计算出的多项式值。
4.从最高次项开始，依次计算每一项的乘法和加法。
a. 首先，将result乘以x的次数n。
b. 然后，将得到的结果与an相乘。
c. 将结果累加到result中。
d.依次重复以上步骤，直到处理完所有的项。
5. 最后，返回result作为多项式P(x)的值。
下面是一个用Python实现秦九韶算法的示例代码：```pythondef evaluate_polynomial(coefficients, x):n = len(coefficients) - 1result = coefficients[n]for i in range(n-1, -1, -1):result = result * x + coefficients[i]return result```上述代码中，`coefficients`是多项式的系数列表，`x`是给定的值。
函数`evaluate_polynomial`将返回多项式P(x)的值。
接下来，我们用一个例子来说明如何使用该函数进行多项式的计算：```pythoncoefficients = [3, 2, -1] # 多项式P(x) = 3 + 2x - x^2x=2result = evaluate_polynomial(coefficients, x)print("P({}) = {}".format(x, result))```运行上述代码，将输出多项式P(x)在x=2处的值，结果为5通过使用秦九韶算法，我们可以以较低的时间复杂度计算多项式的值。
秦九韶算法
问题4:对于f(x)=(„((anx+an-1)x+ an-2)x+„+a1)x+a0，
由内向外逐层计算一次多项nx+an-1. 第二步，计算v2=v1x+an-2. 第三步，计算v3=v2x+an-3. … 第n步，计算vn=vn-1x+a0. 上述方法称为秦九韶算法.
v1=4×5+2=22； v2=22×5+3.5=113.5； v3=113.5×5-2.6=564.9； v4=564.9×5+1.7=2826.2； v5=2826.2×5-0.8=14130.2. 所以f(5)= =14130.2.
练习：阅读下列程序，说明它解决的实际问题是什么？
INPUT “x=”；a n=0 y=0 WHLE n<5 y=y+(n+1)*a∧n n=n+1 WEND PRINT y END
问题5:在秦九韶算法中，记v0=an，那么第k步的算式 是什么？
vk=vk-1x+an-k (k=1，2，„，n)
问题6 已知一个5次多项式为
f x 4x 5 2x 4 3.5x 3 2.6x 2 1.7 x 0.8
用秦九韶算法求f(5)的值. 解：f(x)=((((4x+2)x+3.5)x-2.6)x+1.7)x-0.8.
小结 1.秦九韶算法计算多项式的值及程序设计. 2.计算机的一个很重要的特点就是运算速度快， 但评价算法好坏的一个重要标志是运算的次数，如 果一个算法从理论上需要超出计算机允许范围内的 运算次数，那么这样的算法就只能是一个理论算法. 在多项式求值的各种算法中，秦九韶算法是一个优 秀算法.
1.3.2 秦九韶算法
用秦九韶算法求这个多项式当x=5时的值。
秦九韶算法是求一元多项式的值的一种方法. 它的特点是:
这是一个在秦九韶算法中反复执行的步骤, 因此可用循环结构来实现.
程序
INPUT "n=";n input "an=";a input "x=";x v=a i =n–1 while i >= 0 print "i = ";i input "ai = ";a v = v*x + a i=i–1 wend print v end
法1 ： ｆ(5)= 5５＋5４＋5３＋5２＋5＋１ = 3125＋625＋125＋25＋5＋１ = 3906
10次乘法运算，5次加法运算
对于计算机来说 法2 ： ｆ(5)=5５＋ 5４＋5３＋5２＋, 5做一次 ＋１ ４＋5３＋5２＋5＋１)＋１ 乘法所需的运算时间比做 =5×(5 一次加法要长得多 =5×(5 ×(5３＋5２＋5＋１)＋１)＋１ =5×(5×(5×(5２+5+１)+１)+１)+１ =5×(5×(5×(5×(5+１)+１)+１)+１)+１
f(x)=anxn+an-1xn-1+an-2xn-2+……+a1x+a0.
v0=an,
v1=anx+an-1, v3=v2x+an-3, ……, v2=v1x+an-2, vn=vn-1x+a0.
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课题：§ 1.3 秦九韶算法
一.教学任务分析：
(1) 在理解了算法的三种不同表示方式的基础上，结合算法案例2----秦九韶算法，让学生
经历设计算法解决问题的过程，体验算法在解决问题中的作用
(2) 通过对具体实例的算法分析，画程序框图，编制程序，上机验证的方法理解掌握秦九韶算
法.
(3) 通过秦九韶算法所蕴涵的算法思想，培养学生利用算法解决问题的意识.提高逻辑思维能力.发展有条理的思考与数学表达的能力.
教学重点：理解秦九韶算法求一元多项式的值的方法
教学难点：把秦九韶算法的方法转换成程序框图与程序语言
秦九韶算法
秦九韶算法举例
秦九韶算法分析---程序框图及程序语言
巩固练习，小结、作业
四.教学情境设计：
1•创设情景，揭示课题
我们在初中已经学过了多项式的有关知识，主要解决求多项式的值，那里是把多项式看作
代数式，在这里我们用函数的观点考察多项式.因此，求自变量取某个实数时的函数值问题，即求多项式的值.那么：
怎样求多项式f (x) = x5 x4x3x2 x 1,当x = 5时的值？
教师引导学生交流讨论解决，归纳学生的解法，对解法的运算效率进行比较分析.
通过统计乘法和加法的运算次数来衡量算法的“好坏”
作法1：把x=5代入f (x),计算各项的值，然后把它们加起来
一共作了1+2+3+4=10次乘法运算,5次加法运算•
作法2：先计算X2,然后依次计算X2 x,(x2 x) x,((x2 x) x) x的值，这样每次都可以利用上一次的计算结果，即多项式变形为f(X)= x2(1 • x(1 x(1 x))) x 1
一共作了4次乘法运算,5次加法运算•
显然作法2比作法1少了6次乘法运算，提高了运算效率•这种算法就叫秦九韶算法•
2. 秦九韶算法
(1) 秦九韶：(公元1202-1261年)南宋，数学家。
他在1247年(淳佑七年)著成
『数书九章』十八卷•全书共81道题，分为九大类：大衍类、天时类、田域类、测望类、赋
役类、钱谷类、营建类、军旅类、市易类。
这是一部划时代的巨著，它总结了前人在开方中所使用的列筹方法，将其整齐而有系统地应用到高次方程的有理或无理根的求解上去，其中对「大衍求一术」〔一次同余组解法)和「正负开方术」〔高次方程的数值解法)等有十分深入的研究•
(2) 秦九韶算法
f(x) =a n x n- a n4x n_1■ a n<x2 亠■亠a1x ■ a0
二(a n X n‘a n_1X n‘as"' …a」x a。
=((a n X n‘ a n/X n‘a2)x a」x a。
二(((a n X a n Jx a n,)x............................. aj a。
求多项式在x= X o时的值时，按照从内到外的顺序，依次计算一次多项式当X= X0的值•
V o-X0
V1 :"a n X0a n 4
V2=V1X0a n -2
V3*2X0a n -3
V n二V n"0a°
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。
上述方法就是秦九韶算法
3. 秦九韶算法举例
例1 :已知一个5次多项式为f(x) = 5x5亠2x4亠3.5x‘ —2.6x2亠1.7x —0.8 用秦九韶算法求这个多项式当x = 5时的值•
解：f(x)=((((5x+2)x+3.5)x-2.6)x+1.7)x-0.8
按照从内到外的顺序，依次计算一次多项式当x=5的值.
V。
=5
v, =5 5 2 =27
v2 =27 5 3.5 =138.5
v3 =138.5 5 - 2.6 =689.9
v4 =689.9 5 1.7 =3451.2 v5 =3451.2 5 -0.8 =17255.2
所以，当X=5时，多项式的值是17255.2.
思考：(1 )例1计算时需要多少次乘法计算？多少次加法计算？
(2)在利用秦九韶算法计算n次多项式当x = X。
时需要多少次乘法计算和多少次加法
计算？(要考虑最高次数的系数和项是否缺少某次项，这里 1 X 2=2, 1+0=0，可否算作做了一次乘法和一次加法运算？)
4. 秦九韶算法分析
例2设计利用秦九韶算法计算n多项式
f(x) =a n x n - a nJ x nJ■ a1x ■ a0, ^^x0时的值的程序框图.
解：观察上述例题的算法，在计算v k时要用到v k4.若令v0 = a n,
v^ — an
v k =vk4X +a n* (k =1,2,…,n)
其算法步骤是：第一步：输入多项式最高次数n,最高次数的系数a n和x的值.
第二步：将v的值初始化为a n,将i的值初始化为n-1.
第三步：输入i次项的系数a i.
第四步：v=vx+ a i,i=i-1.
第五步：判断i是否大于或等于0.若是，则返回第三步；否则，输出多项式的值v.
程序框图如下
程序语言
INPUT a ”
n=
；n
INPUT a ”an=；a
INPUT a ” x=；x
v=a
i=n-1
WHILE i>=0
PRINT “
・”
・
i= ;i
INPUT a ・”
ai=
；
a
v=v*x+a
i=i-
1
5. 课堂练习：
(1 )用秦九韶算法求多项式:f(x)=7x 7+6X6+5X5+4X4+3X'+2X2+X.当x=3时的
值.
(2)设计利用秦九韶算法计算5次多项式：
f (x)二a5x5 a4x4 a3x3 a2x2 a/ a0
当x = x0时的值的程序框图.
解：程序框图如下：
开始
6.课后作业:
＜随堂导练＞P15-
16.。