人教版高中数学必修3全套教案
人教版高中数学必修3 程序框图(第3课时教案
1.1.2 程序框图(第3课时)【课程标准】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.【教学目标】1.进一步理解程序框图的概念;2.掌握运用程序框图表达循环结构的算法;3.培养学生逻辑思维能力与表达能力.【教学重点】运用程序框图表达循环结构的算法【教学难点】循环体的确定,计数变量与累加变量的理解.【教学过程】一、回顾练习引例:设计一个计算1+2+…+100的值的算法.解:算法1 按照逐一相加的程序进行第一步: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;……第九十九步:将第九十八步中的运算结果4950与100相加,得到5050.简化描述:进一步简化:第一步:sum=0;第一步:sum=0,i=1;第二步:sum=sum+1;第二步:依次i从1到100,反复做sum=sum+i;第三步:sum=sum+2;第三步:输出sum.第四步:sum=sum+3;……第一百步:sum=sum+99;第一百零一步:sum=sum+100第一百零二步:输出sum.根据算法画出程序框图,引入循环结构.二、循环结构循环结构:在一些算法中,也经常会出现从某处开始,按照一定条件,反复执行某一处理步骤的情况,这种结构称为循环结构.循环体:反复执行的处理步骤称为循环体.计数变量:在循环结构中,通常都有一个起到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.当型循环:在每次执行循环体前对控制循环条件进行判断,当条件满足时执行循环体,不满足则停止.直到循环:在执行了一次循环体之后,对控制循环体进行判断,当条件不满足时执行循环体,满足则停止.练习1:画出引例直到型循环的程序框图.当型循环与直到循环的区别:①当型循环可以不执行循环体,直到循环至少执行一次循环体.②当型循环先判断后执行,直到型循环先执行后判断. ③对同一算法来说,当型循环和直到循环的条件互为反条件.练习2:1.1.1节例1的算法步骤的程序框图(如图)说明:①为了减少难点,省去flag 标记;②解释赋值语句“2=d ”与“1+=d d ”,还有“1-<=n d ;③简单分析.练习3:画出100321⨯⨯⨯⨯ 的程序框图.小结:画循环结构程序框图前:①确定循环变量和初始条件;②确定算法中反复执行的部分,即循环体;③确定循环的转向位置;④确定循环的终止条件.三、条件结构与循环结构的区别与联系区别:条件结构通过判断分支,只是执行一次;循环结构通过条件判断可以反复执行. 联系:循环结构是通过条件结构来实现.例1:(课本第10页的《探究》)画出用二分法求方程022=-x 的近似根(精确度为0.005)的程序框图,并指出哪些部分构成顺序结构、条件结构和循环结构?练习4:设计算法,求使2005321>++++n 成立的最小自然数n 的值,画出程序框图. 练习5:输入50个学生的考试成绩,若60分及以上的为及格,设计一个统计及格人数的程序框图.练习6:指出下列程序框图的运行结果五、课堂小结1. 理解循环结构的逻辑,主要用在反复做某项工作的问题中;2. 理解当型循环与直到循环的逻辑以及区别:①当型循环可以不执行循环体,直到循环至少执行一次循环体.②当型循环先判断后执行,直到型循环先执行后判断.③对同一算法来说,当型循环和直到循环的条件互为反条件.3. 画循环结构程序框图前:①确定循环变量和初始条件;②确定算法中反复执行的部分,即循环体;③确定循环的转向位置;④确定循环的终止条件.4. 条件结构与循环结构的区别与联系:区别:条件结构通过判断分支,只是执行一次;循环结构通过条件判断可以反复执行. 联系:循环结构是通过条件结构来实现.七、作业1. 设计一个算法,计算两个非0实数的加、减、乘、除运算的结果(要求输入两个非0实数,输出运算结果),并画出程序框图.2. 设计一个算法,判断一个数是偶数还是奇数(要求输入一个整数,输出该数的奇偶性),并画出程序框图.3. 设计一个算法,计算函数53)(2+-=x x x f 当20,,3,2,1 =x 时的函数值,并画出程序框图.4. (课本第11页习题1.1A 组第2题)5. 如果我国工农业产值每年以9%的增长率增长,问几年后我国产值翻一翻,试用程序框图描述其算法.6.(课本第11页习题1.1B 组第1题)。
进位制 人教版高中数学必修3教材教案
第3课时案例3 进位制授课时间:第周年月日(星期)导入新课情境导入在日常生活中,我们最熟悉、最常用的是十进制,据说这与古人曾以手指计数有关,爱好天文学的古人也曾经采用七进制、十二进制、六十进制,至今我们仍然使用一周七天、一年十二个月、一小时六十分的历法.今天我们来学习一下进位制.提出问题(1)你都了解哪些进位制?(2)举出常见的进位制.(3)思考非十进制数转换为十进制数的转化方法.(4)思考十进制数转换成非十进制数及非十进制之间的转换方法.活动:先让学生思考或讨论后再回答,经教师提示、点拨,对回答正确的学生及时表扬,对回答不准确的学生提示引导考虑问题的思路.讨论结果:(1)进位制是人们为了计数和运算方便而约定的计数系统,约定满二进一,就是二进制;满十进一,就是十进制;满十二进一,就是十二进制;满六十进一,就是六十进制等等.也就是说:“满几进一”就是几进制,几进制的基数(都是大于1的整数)就是几.(2)在日常生活中,我们最熟悉、最常用的是十进制,据说这与古人曾以手指计数有关,爱好天文学的古人也曾经采用七进制、十二进制、六十进制,至今我们仍然使用一周七天、一年十二个月、一小时六十分的历法.(3)十进制使用0~9十个数字.计数时,几个数字排成一行,从右起,第一位是个位,个位上的数字是几,就表示几个一;第二位是十位,十位上的数字是几,就表示几个十;接着依次是百位、千位、万位……例如:十进制数3 721中的3表示3个千,7表示7个百,2表示2个十,1表示1个一.于是,我们得到下面的式子:3 721=3×103+7×102+2×101+1×100.与十进制类似,其他的进位制也可以按照位置原则计数.由于每一种进位制的基数不同,所用的数字个数也不同.如二进制用0和1两个数字,七进制用0~6七个数字.一般地,若k是一个大于1的整数,那么以k为基数的k进制数可以表示为一串数字连写在一起的形式a n a n-1…a1a0(k)(0<a n<k,0≤a n-1,…,a1,a0<k).其他进位制的数也可以表示成不同位上数字与基数的幂的乘积之和的形式,如110 011(2)=1×25+1×24+0×23+0×22+1×21+1×20,7 342(8)=7×83+3×82+4×81+2×80.非十进制数转换为十进制数比较简单,只要计算下面的式子值即可:a n a n-1…a1a0(k)=a n×k n+a n-1×k n-1+…+a1×k+a0.第一步:从左到右依次取出k进制数a n a n-1…a1a0(k)各位上的数字,乘以相应的k的幂,k的幂从n开始取值,每次递减1,递减到0,即a n×k n,a n-1×k n-1,…,a1×k,a0×k0;第二步:把所得到的乘积加起来,所得的结果就是相应的十进制数.(4)关于进位制的转换,教科书上以十进制和二进制之间的转换为例讲解,并推广到十进制和其他进制之间的转换.这样做的原因是,计算机是以二进制的形式进行存储和计算数据的,而一般我们传输给计算机的数据是十进制数据,因此计算机必须先将十进制数转换为二进制数,再处理,显然运算后首次得到的结果为二进制数,同时计算机又把运算结果由二进制数转换成十进制数输出.1°十进制数转换成非十进制数把十进制数转换为二进制数,教科书上提供了“除2取余法”,我们可以类比得到十进制数转换成k进制数的算法“除k取余法”.2°非十进制之间的转换一个自然的想法是利用十进制作为桥梁.教科书上提供了一个二进制数据与16进制数据之间的互化的方法,也就是先由二进制数转化为十进制数,再由十进制数转化成为16进制数.应用示例思路1例1 把二进制数110 011(2)化为十进制数.解:110 011(2)=1×25+1×24+0×23+0×22+1×21+1×20=1×32+1×16+1×2+1=51.强调:先把二进制数写成不同位上数字与2的幂的乘积之和的形式,再按照十进制的运算规则计算出结果.变式训练设计一个算法,把k进制数a(共有n位)化为十进制数b.算法分析:从例1的计算过程可以看出,计算k进制数a的右数第i位数字a i与k i-1的乘积a i·k i-1,再将其累加,这是一个重复操作的步骤.所以,可以用循环结构来构造算法.算法步骤如下:第一步,输入a,k和n的值.第二步,将b的值初始化为0,i的值初始化为1.第三步,b=b+a i·k i-1,i=i+1.第四步,判断i>n是否成立.若是,则执行第五步;否则,返回第三步.第五步,输出b的值.程序框图如下图:程序:INPUT “a,k,n=”;a,k,nb=0i=1t=a MOD 10DOb=b+t*k^(i-1)a=a\\10t=a MOD 10i=i+1LOOP UNTIL i>nPRINT bEND例2 把89化为二进制数.解:根据二进制数“满二进一”的原则,可以用2连续去除89或所得商,然后取余数.具体计算方法如下:因为89=2×44+1,44=2×22+0,22=2×11+0,11=2×5+1,5=2×2+1,2=2×1+0,1=2×0+1,所以89=2×(2×(2×(2×(2×2+1)+1)+0)+0)+1=2×(2×(2×(2×(22+1)+1)+0)+0)+1=…=1×26+0×25+1×24+1×23+0×22+0×21+1×20=1 011 001(2).这种算法叫做除2取余法,还可以用右面的除法算式表示:把上式中各步所得的余数从下到上排列,得到89=1 011 001(2).上述方法也可以推广为把十进制数化为k进制数的算法,称为除k取余法.变式训练设计一个程序,实现“除k取余法”.算法分析:从例2的计算过程可以看出如下的规律:若十制数a除以k所得商是q0,余数是r0,即a=k·q0+r0,则r0是a的k进制数的右数第1位数.若q0除以k所得的商是q1,余数是r1,即q0=k·q1+r1,则r1是a的k进制数的左数第2位数.……若q n-1除以k所得的商是0,余数是r n,即q n-1=r n,则r n是a的k进制数的左数第1位数.这样,我们可以得到算法步骤如下:第一步,给定十进制正整数a和转化后的数的基数k.第二步,求出a除以k所得的商q,余数r.第三步,把得到的余数依次从右到左排列.第四步,若q≠0,则a=q,返回第二步;否则,输出全部余数r排列得到的k进制数.程序框图如下图:程序:INPUT “a,k=”;a,kb=0i=0DOq=a\\kr=a MOD kb=b+r*10^ia=qLOOP UNTIL q=0PRINT bEND思路2例1 将8进制数314 706(8)化为十进制数,并编写出一个实现算法的程序.解:314 706(8)=3×85+1×84+4×83+7×82+0×81+6×80=104 902.所以,化为十进制数是104 902.强调:利用把k进制数转化为十进制数的一般方法就可以把8进制数314 706(8)化为十进制数.例2 把十进制数89化为三进制数,并写出程序语句.解:具体的计算方法如下:89=3×29+2,29=3×9+2,9=3×3+0,3=3×1+0,1=3×0+1,所以:89(10)=10 022(3).强调:根据三进制数满三进一的原则,可以用3连续去除89及其所得的商,然后按倒序的顺序取出余数组成数据即可.知能训练将十进制数34转化为二进制数.分析:把一个十进制数转换成二进制数,用2反复去除这个十进制数,直到商为0,所得余数(从下往上读)就是所解:即34(10)=100 010(2)拓展提升把1 234(5)分别转化为十进制数和八进制数.解:1 234(5)=1×53+2×52+3×5+4=194.则1 234(5)=302(8)所以,1 234(5)=194=302(8)强调:本题主要考查进位制以及不同进位制数的互化.五进制数直接利用公式就可以转化为十进制数;五进制数和八进制数之间需要借助于十进制数来转化.课堂小结(1)理解算法与进位制的关系.(2)熟练掌握各种进位制之间转化.作业习题1.3A组3、4.第2课时授课时间:第周年月日(星期)导入新课思路1客观事物是相互联系的,过去研究的大多数是因果关系,但实际上更多存在的是一种非因果关系.比如说:某某同学的数学成绩与物理成绩,彼此是互相联系的,但不能认为数学是“因”,物理是“果”,或者反过来说.事实上数学和物理成绩都是“果”,而真正的“因”是学生的理科学习能力和努力程度.所以说,函数关系存在着一种确定性关系,但还存在着另一种非确定性关系——相关关系.为表示这种相关关系,我们接着学习两个变量的线性相关——回归直线及其方程.思路2某小卖部为了了解热茶销售量与气温之间的关系,随机统计并制作了某6天卖出热茶的杯数与当天气温的对照表:如果某天的气温是-5 ℃,你能根据这些数据预测这天小卖部卖出热茶的杯数吗?为解决这个问题我们接着学习两个变量的线性相关——回归直线及其方程.提出问题(1)作散点图的步骤和方法?(2)正、负相关的概念?(3)什么是线性相关?(4)看人体的脂肪百分比和年龄的散点图,当人的年龄增加时,体内脂肪含量到底是以什么方式增加的呢?(5)什么叫做回归直线?(6)如何求回归直线的方程?什么是最小二乘法?它有什么样的思想?(7)利用计算机如何求回归直线的方程?(8)利用计算器如何求回归直线的方程?活动:学生回顾,再思考或讨论,教师及时提示指导.讨论结果:(1)建立相应的平面直角坐标系,将各数据在平面直角坐标中的对应点画出来,得到表示两个变量的一组数据的图形,这样的图形叫做散点图.(a.如果所有的样本点都落在某一函数曲线上,就用该函数来描述变量之间的关系,即变量之间具有函数关系.b.如果所有的样本点都落在某一函数曲线附近,变量之间就有相关关系.c.如果所有的样本点都落在某一直线附近,变量之间就有线性相关关系)(2)如果散点图中的点散布在从左下角到右上角的区域内,称为正相关.如果散点图中的点散布在从左上角到右下角的区域内,称为负相关.(3)如果所有的样本点都落在某一直线附近,变量之间就有线性相关的关系.(4)大体上来看,随着年龄的增加,人体中脂肪的百分比也在增加,呈正相关的趋势,我们可以从散点图上来进一步分析.(5)如右图:从散点图上可以看出,这些点大致分布在通过散点图中心的一条直线附近.如果散点图中点的分布从整体上看大致在一条直线附近,我们就称这两个变量之间具有线性相关关系,这条直线叫做回归直线(regression line).如果能够求出这条回归直线的方程(简称回归方程),那么我们就可以比较清楚地了解年龄与体内脂肪含量的相关性.就像平均数可以作为一个变量的数据的代表一样,这条直线可以作为两个变量具有线性相关关系的代表.(6)从散点图上可以发现,人体的脂肪百分比和年龄的散点图,大致分布在通过散点图中心的一条直线.那么,我们应当如何具体求出这个回归方程呢?有的同学可能会想,我可以采用测量的方法,先画出一条直线,测量出各点与它的距离,然后移动直线,到达一个使距离的和最小的位置,测量出此时的斜率和截距,就可得到回归方程了.但是,这样做可靠吗?有的同学可能还会想,在图中选择这样的两点画直线,使得直线两侧的点的个数基本相同.同样地,这样做能保证各点与此直线在整体上是最接近的吗?还有的同学会想,在散点图中多取几组点,确定出几条直线的方程,再分别求出各条直线的斜率、截距的平均数,将这两个平均数当成回归方程的斜率和截距.同学们不妨去实践一下,看看这些方法是不是真的可行?(学生讨论:1.选择能反映直线变化的两个点.2.在图中放上一根细绳,使得上面和下面点的个数相同或基本相同.3.多取几组点对,确定几条直线方程.再分别算出各个直线方程斜率、截距的算术平均值,作为所求直线的斜率、截距.)教师:分别分析各方法的可靠性.如下图:上面这些方法虽然有一定的道理,但总让人感到可靠性不强.实际上,求回归方程的关键是如何用数学的方法来刻画“从整体上看,各点与此直线的距离最小”.人们经过长期的实践与研究,已经得出了计算回归方程的斜率与截距的一般公式⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-=--=---=∑∑∑∑====.)1(,)())((2121121x b y a x n x yx n yx x x y y x x b n i i ni ii n i i ni i i其中,b 是回归方程的斜率,a 是截距.推导公式①的计算比较复杂,这里不作推导.但是,我们可以解释一下得出它的原理. 假设我们已经得到两个具有线性相关关系的变量的一组数据(x 1,y 1),(x 2,y 2),…,(x n ,y n ), 且所求回归方程是^y =bx+a,其中a 、b 是待定参数.当变量x 取x i (i=1,2,…,n)时可以得到^y =bx i +a(i=1,2,…,n), 它与实际收集到的y i 之间的偏差是y i -^y =y i -(bx i +a)(i=1,2,…,n).这样,用这n 个偏差的和来刻画“各点与此直线的整体偏差”是比较合适的.由于(y i -^y )可正可负,为了避免相互抵消,可以考虑用∑=-ni i iy y1^||来代替,但由于它含有绝对值,运算不太方便,所以改用Q=(y 1-bx 1-a)2+(y 2-bx 2-a)2+…+(y n -bx n -a)2 ② 来刻画n 个点与回归直线在整体上的偏差.这样,问题就归结为:当a,b 取什么值时Q 最小,即总体偏差最小.经过数学上求最小值的运算,a,b 的值由公式①给出.通过求②式的最小值而得出回归直线的方法,即求回归直线,使得样本数据的点到它的距离的平方和最小,这一方法叫做最小二乘法(method of least square ).(7)利用计算机求回归直线的方程.根据最小二乘法的思想和公式①,利用计算器或计算机,可以方便地求出回归方程.以Excel软件为例,用散点图来建立表示人体的脂肪含量与年龄的相关关系的线性回归方程,具体步骤如下:①在Excel中选定表示人体的脂肪含量与年龄的相关关系的散点图(如下图),在菜单中选定“图表”中的“添加趋势线”选项,弹出“添加趋势线”对话框.②单击“类型”标签,选定“趋势预测/回归分析类型”中的“线性”选项,单击“确定”按钮,得到回归直线.③双击回归直线,弹出“趋势线格式”对话框.单击“选项”标签,选定“显示公式”,最后单击“确定”按钮,得到回归直线的回归方程^y=0.577x-0.448.(8)利用计算器求回归直线的方程.用计算器求这个回归方程的过程如上:所以回归方程为^y=0.577x-0.448.正像本节开头所说的,我们从人体脂肪含量与年龄这两个变量的一组随机样本数据中,找到了它们之间关系的一个规律,这个规律是由回归直线来反映的.直线回归方程的应用:①描述两变量之间的依存关系;利用直线回归方程即可定量描述两个变量间依存的数量关系.②利用回归方程进行预测;把预报因子(即自变量x)代入回归方程对预报量(即因变量Y)进行估计,即可得到个体Y值的容许区间.③利用回归方程进行统计控制规定Y值的变化,通过控制x的范围来实现统计控制的目标.如已经得到了空气中NO2的浓度和汽车流量间的回归方程,即可通过控制汽车流量来控制空气中NO2的浓度.应用示例思路1例1 有一个同学家开了一个小卖部,他为了研究气温对热饮销售的影响,经过统计,得到一个卖出的热饮杯数与当天气温的对比表:(1)画出散点图;(2)从散点图中发现气温与热饮销售杯数之间关系的一般规律;(3)求回归方程;(4)如果某天的气温是2 ℃,预测这天卖出的热饮杯数.解:(1)散点图如下图所示:(2)从上图看到,各点散布在从左上角到右下角的区域里,因此,气温与热饮销售杯数之间呈负相关,即气温越高,卖出去的热饮杯数越少.(3)从散点图可以看出,这些点大致分布在一条直线的附近,因此,可用公式①求出回归方程的系数.利用计算器容易求得回归方程^y=-2.352x+147.767.(4)当x=2时,^y=143.063.因此,某天的气温为2 ℃时,这天大约可以卖出143杯热饮.思考气温为2 ℃时,小卖部一定能够卖出143杯左右热饮吗?为什么?这里的答案是小卖部不一定能够卖出143杯左右热饮,原因如下:1.线性回归方程中的截距和斜率都是通过样本估计出来的,存在随机误差,这种误差可以导致预测结果的偏差.2.即使截距和斜率的估计没有误差,也不可能百分之百地保证对应于x的预报值,能够与实际值y很接近.我们不能保证点(x,y)落在回归直线上,甚至不能百分之百地保证它落在回归直线的附近,事实上,y=bx+a+e=^y+e.这里e是随机变量,预报值^y与实际值y的接近程度由随机变量e的标准差所决定.一些学生可能会提出问题:既然不一定能够卖出143杯左右热饮,那么为什么我们还以“这天大约可以卖出143杯热饮”作为结论呢?这是因为这个结论出现的可能性最大.具体地说,假如我们规定可以选择连续的3个非负整数作为可能的预测结果,则我们选择142,143和144能够保证预测成功(即实际卖出的杯数是这3个数之一)的概率最大.例2 下表为某地近几年机动车辆数与交通事故数的统计资料.(1)请判断机动车辆数与交通事故数之间是否有线性相关关系,如果不具有线性相关关系,说明理由;(2)如果具有线性相关关系,求出线性回归方程.解:(1)在直角坐标系中画出数据的散点图,如下图. 直观判断散点在一条直线附近,故具有线性相关关系. (2)计算相应的数据之和:∑=81i ix=1 031,∑=81i iy=71.6,∑=812i ix=137 835,∑=81i ii yx =9 611.7.将它们代入公式计算得b≈0.077 4,a=-1.024 1, 所以,所求线性回归方程为=0.077 4x-1.024 1.思路2例1 给出施化肥量对水稻产量影响的试验数据:(1)画出上表的散点图; (2)求出回归直线的方程. 解:(1)散点图如下图.(2)表中的数据进行具体计算,列成以下表格:故可得到 b=230770003.39930787175⨯-⨯⨯-≈4.75, a=399.3-4.75×30≈257.从而得回归直线方程是^y =4.75x+257.例2 一个车间为了规定工时定额,需要确定加工零件所花费的时间.为此进行了10次试验,测得数据如下:请判断y 与x 是否具有线性相关关系,如果y 与x 具有线性相关关系,求线性回归方程. 解:在直角坐标系中画出数据的散点图,如下图.直观判断散点在一条直线附近,故具有线性相关关系.由测得的数据表可知:∑===1012,7.91,55i ix y x =38 500,∑=1012i iy =87 777,∑=101i i i y x =55 950.b=22101210155********.915510559501010⨯-⨯⨯-=--∑∑==x xyx yx i ii ii≈0.668.a=x b y -=91.7-0.668×55≈54.96.因此,所求线性回归方程为^y =bx+a=0.668x+54.96.例3 已知10条狗的血球体积及红血球数的测量值如下:(1)画出上表的散点图; (2)求出回归直线的方程. 解:(1)散点图如下.(2)101=x (45+42+46+48+42+35+58+40+39+50)=44.50, 101=y (6.53+6.30+9.52+7.50+6.99+5.90+9.49+6.20+6.55+8.72)=7.37. 设回归直线方程为^y =bx+a,则b=210121011010x xyx yx i ii ii --∑∑===0.175,a=x b y -=-0.418,所以所求回归直线的方程为^y =0.175x-0.148. 知能训练1.下列两个变量之间的关系哪个不是函数关系( )A.角度和它的余弦值B.正方形边长和面积C.正n边形的边数和它的内角和D.人的年龄和身高答案:D2.三点(3,10),(7,20),(11,24)的线性回归方程是()A.^y=5.75-1.75x B.^y=1.75+5.75xC.^y=1.75-5.75x D.^y=5.75+1.75x答案:D3.已知关于某设备的使用年限x与所支出的维修费用y(万元),有如下统计资料:(1)线性回归方程^y=bx+a的回归系数a,b;(2)估计使用年限为10年时,维修费用是多少?答案:(1)b=1.23,a=0.08;(2)12.38.4.我们考虑两个表示变量x与y之间的关系的模型,δ为误差项,模型如下:模型1:y=6+4x;模型2:y=6+4x+e.(1)如果x=3,e=1,分别求两个模型中y的值;(2)分别说明以上两个模型是确定性模型还是随机模型.解:(1)模型1:y=6+4x=6+4×3=18;模型2:y=6+4x+e=6+4×3+1=19.(2)模型1中相同的x值一定得到相同的y值,所以是确定性模型;模型2中相同的x值,因δ的不同,所得y值不一定相同,且δ为误差项是随机的,所以模型2是随机性模型.5.以下是收集到的新房屋销售价格y与房屋大小x的数据:(1)画出数据的散点图;(2)用最小二乘法估计求线性回归方程. 解:(1)散点图如下图.(2)n=5,∑=51i ix=545,x =109,∑=51i iy=116,y =23.2,∑=512i ix=60 952,∑=51i ii yx =12 952,b=2545609525116545129525-⨯⨯-⨯≈0.199,a=23.2-0.199×109≈1.509, 所以,线性回归方程为y=0.199x+1.509. 拓展提升某调查者从调查中获知某公司近年来科研费用支出(X i )与公司所获得利润(Yi )的统计资料如下表:科研费用支出(X i )与利润(Y i )统计表 单位:万元i i 解:设线性回归模型直线方程为:i i X Y 1^0^^ββ+=,因为:630==∑nX x i =5,6180==∑nYY i=30, 根据资料列表计算如下表:01方法一:3006009001200540060003020061803010006)(2221^=--=-⨯⨯-⨯=--=∑∑∑∑i i i i i X X n Y Y X n β=2, x Y 1^0^ββ-==30-2×5=20.方法二:501005620030561000)(2221^=⨯-⨯⨯-=--=∑∑x n X Y x n Y X ii i β=2,x Y 1^0^ββ-==30-2×5=20.方法三:50100)())((21^=---=∑∑x XY Y x X ii i β=2,x Y 1^0^ββ-==30-2×5=20.所以利润(Y i )对科研费用支出(X i )的线性回归模型直线方程为:i Y ^=20+2X i . 课堂小结1.求线性回归方程的步骤:(1)计算平均数y x ,; (2)计算x i 与y i 的积,求∑x i y i ; (3)计算∑x i 2,∑y i 2,(4)将上述有关结果代入公式⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-=--=---=∑∑∑∑====x b y a x n x y x n y x x x y y x x b n i in i i i n i i n i i i ,)())((1221121 求b,a,写出回归直线方程.2.经历用不同估算方法描述两个变量线性相关的过程.知道最小二乘法的思想,能根据给出的线性回归方程系数公式建立线性回归方程.作业 习题2.3A 组3、4,B 组1、2.。
人教版高中数学必修3《古典概型》教案
人教版高中数学必修3《古典概型》教案古典概型一、教材分析教材的地位和作用:本节课是高中数学必修3第三章概率的第二节,古典概型的第一课时。
本节课在教材中起着承前启后的作用。
古典概型的引入避免了大量的重复试验,而且得到的概率是精确值。
古典概型是一种最基本的概率模型,在概率论中占有相当重要的地位。
学好古典概型为后续学习几何概型奠定了知识和方法基础,同时有助于理解概率的概念,有利于计算一些事件的概率,并解释生活中的一些概率问题。
二、学情分析认知分析:本节课是在学生学习了统计、随机事件的概率之后,几何概型之前,尚未学习排列组合的情况下学习的新知识。
学生已经了解了概率的基本性质,知道了互斥事件与对立事件的概率加法公式能力分析:我校学生基础比较薄弱,自学能力较差,对抽象的知识理解较困难。
作为高二的学生他们具备一定的观察、类比、分析、归纳能力,但对知识的理解和方法的掌握上存在一些问题。
情感分析:问卷调查显示,多数学生对概率的学习有一定的兴趣,但对抽象的定义和公式存在惧怕心理。
并且学生习惯了小组合作学习。
三、教学目标新课程强调获得知识的过程比知识本身更有价值。
新课标重视过程教学、情感教学。
根据新课程标准,结合学生心理发展的需求,制定以下三维教学目标:知识与技能目标:正确理解两个概念:基本事件与古典概型,掌握古典概型的概率计算公式。
过程与方法目标:创设情境,设计一些具有实际生活背景的问题,引导学生积极思考。
进一步发展学生的观察、类比、分析、归纳能力,让学生体会从特殊到一般的数学方法情感态度与价值观目标:通过各种有趣的,贴近学生生活的素材,激发学生学习数学的兴趣和热情;感受数学的应用价值,并尝试用数学的视野去关注生活中的数学问题。
四、教学重难点及突破难点的关键教学重点:理解古典概型及其概率计算公式教学难点:如何正确运用古典概型的概率计算公式关键:通过实例,特别是举一些破坏古典概型两个特征的例子,以突破古典概型识别的难点。
高中人教版数学必修3教案
高中人教版数学必修3教案
课时安排:第一课时
教学内容:函数及其性质
教学目标:通过本节课的学习,使学生能够掌握函数的基本概念,并了解函数的性质。
教学重点:函数的概念、定义和性质。
教学难点:函数的性质的应用。
教学过程:
一、导入(5分钟)
教师通过举例子引入函数的概念,让学生了解函数在生活中的应用。
二、讲解(15分钟)
1. 定义函数的概念,函数的符号表示。
2. 函数的定义及分类。
3. 函数的性质:有界性、单调性、奇偶性等。
三、练习(20分钟)
1. 练习函数的定义和性质。
2. 让学生通过练习题来巩固所学知识。
四、拓展(10分钟)
教师引导学生思考函数在现实生活中的应用,并提出相关问题让学生讨论。
五、作业布置(5分钟)
布置相关练习题作业,巩固本节课所学内容。
教学反思:
通过本节课的教学,学生对函数的概念及性质有了初步的了解,但在练习过程中发现学生对函数性质的应用理解有所欠缺,需要在后续的教学中加强相关练习。
同时,鼓励学生多思考函数在实际生活中的应用,能够更好地理解函数的概念。
(完整版)人教版高中数学必修3教材全套教案
第一章 算法初步1.1 算法与程序框图 1.1.1 算法的概念授课时间:第 周 年 月 日(星期 )教学分析算法在中学数学课程中是一个新的概念,但没有一个精确化的定义,教科书只对它作了如下描述:“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.”为了让学生更好理解这一概念,教科书先从分析一个具体的二元一次方程组的求解过程出发,归纳出了二元一次方程组的求解步骤,这些步骤就构成了解二元一次方程组的算法.教学中,应从学生非常熟悉的例子引出算法,再通过例题加以巩固. 三维目标1.正确理解算法的概念,掌握算法的基本特点.2.通过例题教学,使学生体会设计算法的基本思路.3.通过有趣的实例使学生了解算法这一概念的同时,激发学生学习数学的兴趣. 重点难点教学重点:算法的含义及应用.教学难点:写出解决一类问题的算法.教学过程导入新课思路1(情境导入)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狼就会吃羚羊.该人如何将动物转移过河?请同学们写出解决问题的步骤,解决这一问题将要用到我们今天学习的内容——算法. 思路2(情境导入)大家都看过赵本山与宋丹丹演的小品吧,宋丹丹说了一个笑话,把大象装进冰箱总共分几步? 答案:分三步,第一步:把冰箱门打开;第二步:把大象装进去;第三步:把冰箱门关上. 上述步骤构成了把大象装进冰箱的算法,今天我们开始学习算法的概念. 思路3(直接导入)算法不仅是数学及其应用的重要组成部分,也是计算机科学的重要基础.在现代社会里,计算机已成为人们日常生活和工作中不可缺少的工具.听音乐、看电影、玩游戏、打字、画卡通画、处理数据,计算机是怎样工作的呢?要想弄清楚这个问题,算法的学习是一个开始. 推进新课 新知探究 提出问题 (1)解二元一次方程组有几种方法?(2)结合教材实例⎩⎨⎧=+-=-)2(,12)1(,12y x y x 总结用加减消元法解二元一次方程组的步骤.(3)结合教材实例⎩⎨⎧=+-=-)2(,12)1(,12y x y x 总结用代入消元法解二元一次方程组的步骤.(4)请写出解一般二元一次方程组的步骤. (5)根据上述实例谈谈你对算法的理解. (6)请同学们总结算法的特征. (7)请思考我们学习算法的意义. 讨论结果:(1)代入消元法和加减消元法. (2)回顾二元一次方程组⎩⎨⎧=+-=-)2(,12)1(,12y x y x 的求解过程,我们可以归纳出以下步骤: 第一步,①+②×2,得5x=1.③ 第二步,解③,得x=51. 第三步,②-①×2,得5y=3.④ 第四步,解④,得y=53. 第五步,得到方程组的解为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==.53,51y x(3)用代入消元法解二元一次方程组⎩⎨⎧=+-=-)2(,12)1(,12y x y x 我们可以归纳出以下步骤: 第一步,由①得x=2y -1.③第二步,把③代入②,得2(2y -1)+y=1.④ 第三步,解④得y=53.⑤ 第四步,把⑤代入③,得x=2×53-1=51. 第五步,得到方程组的解为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==.53,51y x(4)对于一般的二元一次方程组⎩⎨⎧=+=+)2(,)1(,222111c y b x a c y b x a其中a 1b 2-a 2b 1≠0,可以写出类似的求解步骤: 第一步,①×b 2-②×b 1,得 (a 1b 2-a 2b 1)x=b 2c 1-b 1c 2.③ 第二步,解③,得x=12212112b a b a c b c b --.第三步,②×a 1-①×a 2,得(a 1b 2-a 2b 1)y=a 1c 2-a 2c 1.④ 第四步,解④,得y=12211221b a b a c a c a --.第五步,得到方程组的解为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧--=--=.,1221122112212112b a b a c a c a y b a b a c b c b x(5)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.(6)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. (7)在解决某些问题时,需要设计出一系列可操作或可计算的步骤来解决问题,这些步骤称为解决这些问题的算法.也就是说,算法实际上就是解决问题的一种程序性方法.算法一般是机械的,有时需进行大量重复的计算,它的优点是一种通法,只要按部就班地去做,总能得到结果.因此算法是计算科学的重要基础. 应用示例思路1例1 (1)设计一个算法,判断7是否为质数. (2)设计一个算法,判断35是否为质数. 算法分析:(1)根据质数的定义,可以这样判断:依次用2—6除7,如果它们中有一个能整除7,则7不是质数,否则7是质数. 算法如下:(1)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.(2)类似地,可写出“判断35是否为质数”的算法:第一步,用2除35,得到余数1.因为余数不为0,所以2不能整除35.第二步,用3除35,得到余数2.因为余数不为0,所以3不能整除35. 第三步,用4除35,得到余数3.因为余数不为0,所以4不能整除35.第四步,用5除35,得到余数0.因为余数为0,所以5能整除35.因此,35不是质数. 变式训练请写出判断n(n>2)是否为质数的算法.分析:对于任意的整数n(n>2),若用i 表示2—(n-1)中的任意整数,则“判断n 是否为质数”的算法包含下面的重复操作:用i 除n,得到余数r.判断余数r 是否为0,若是,则不是质数;否则,将i 的值增加1,再执行同样的操作. 这个操作一直要进行到i 的值等于(n-1)为止. 算法如下: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. 例2 写出用“二分法”求方程x 2-2=0 (x>0)的近似解的算法.分析:令f(x)=x 2-2,则方程x 2-2=0 (x>0)的解就是函数f(x)的零点. “二分法”的基本思想是:把函数f(x)的零点所在的区间[a,b ](满足f(a)·f(b)<0)“一分为二”,得到[a,m ]和[m,b ].根据“f(a)·f(m)<0”是否成立,取出零点所在的区间[a,m ]或[m,b ],仍记为[a,b ].对所得的区间[a,b ]重复上述步骤,直到包含零点的区间[a,b]“足够小”,则[a,b]内的数可以作为方程的近似解.解:第一步,令f(x)=x2-2,给定精确度d.第二步,确定区间[a,b],满足f(a)·f(b)<0.第三步,取区间中点m=2ba.第四步,若f(a)·f(m)<0,则含零点的区间为[a,m];否则,含零点的区间为[m,b].将新得到的含零点的区间仍记为[a,b].第五步,判断[a,b]的长度是否小于d或f(m)是否等于0.若是,则m是方程的近似解;否则,返回第三步.当d=0.005时,按照以上算法,可以得到下表..实际上,上述步骤也是求2的近似值的一个算法.例1 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.分析: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.解:具体算法如下: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.强调: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,很多较复杂的情境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.知能训练设计算法判断一元二次方程ax2+bx+c=0是否有实数根.解: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Δ=b2-4ac的值.第三步,判断Δ≥0是否成立.若Δ≥0成立,输出“方程有实根”;否则输出“方程无实根”,结束算法.强调:用算法解决问题的特点是:具有很好的程序性,是一种通法.并且具有确定性、逻辑性、有穷性.让我们结合例题仔细体会算法的特点.拓展提升中国网通规定:拨打市内电话时,如果不超过3分钟,则收取话费0.22元;如果通话时间超过3分钟,则超出部分按每分钟0.1元收取通话费,不足一分钟按一分钟计算.设通话时间为t (分钟),通话费用y (元),如何设计一个程序,计算通话的费用. 解:算法分析:数学模型实际上为:y 关于t 的分段函数. 关系式如下:y=⎪⎩⎪⎨⎧∉>+-+∈>-+≤<).,3(),1]3([1.022.0),,3(),3(1.022.0),30(,22.0Z t T T Z t t t t 其中[t -3]表示取不大于t -3的整数部分. 算法步骤如下:第一步,输入通话时间t.第二步,如果t≤3,那么y=0.22;否则判断t ∈Z 是否成立,若成立执行 y=0.2+0.1×(t -3);否则执行y=0.2+0.1×([t -3]+1). 第三步,输出通话费用c. 课堂小结(1)正确理解算法这一概念.(2)结合例题掌握算法的特点,能够写出常见问题的算法. 作业课本本节练习1、2.1.1.2 程序框图与算法的基本逻辑结构整体设计授课时间:第周年月日(星期)三维目标1.熟悉各种程序框及流程线的功能和作用.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,理解程序框图的三种基本逻辑结构:顺序结构、条件结构、循环结构.3.通过比较体会程序框图的直观性、准确性.重点难点数学重点:程序框图的画法.数学难点:程序框图的画法.教学过程第1课时程序框图及顺序结构导入新课思路1(情境导入)我们都喜欢外出旅游,优美的风景美不胜收,如果迷了路就不好玩了,问路有时还听不明白,真是急死人,有的同学说买张旅游图不就好了吗,所以外出旅游先要准备好旅游图.旅游图看起来直观、准确,本节将探究使算法表达得更加直观、准确的方法.今天我们开始学习程序框图.思路2(直接导入)用自然语言表示的算法步骤有明确的顺序性,但是对于在一定条件下才会被执行的步骤,以及在一定条件下会被重复执行的步骤,自然语言的表示就显得困难,而且不直观、不准确.因此,本节有必要探究使算法表达得更加直观、准确的方法.今天开始学习程序框图.推进新课新知探究提出问题(1)什么是程序框图?(2)说出终端框(起止框)的图形符号与功能.(3)说出输入、输出框的图形符号与功能.(4)说出处理框(执行框)的图形符号与功能.(5)说出判断框的图形符号与功能.(6)说出流程线的图形符号与功能.(7)说出连接点的图形符号与功能.(8)总结几个基本的程序框、流程线和它们表示的功能.(9)什么是顺序结构?讨论结果:(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.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;带有方向箭头的流程线将程序框连接起来,表示算法步骤的执行顺序.(2)椭圆形框:表示程序的开始和结束,称为终端框(起止框).表示开始时只有一个出口;表示结束时只有一个入口.(3)平行四边形框:表示一个算法输入和输出的信息,又称为输入、输出框,它有一个入口和一个出口.(4)矩形框:表示计算、赋值等处理操作,又称为处理框(执行框),它有一个入口和一个出口.(5)菱形框:是用来判断给出的条件是否成立,根据判断结果来决定程序的流向,称为判断框,它有一个入口和两个出口.(6)流程线:表示程序的流向.(7)圆圈:连接点.表示相关两框的连接处,圆圈内的数字相同的含义表示相连接在一起. 图形符号名称 功能终端框(起止框) 表示一个算法的起始和结束 输入、输出框 表示一个算法输入和输出的信息处理框(执行框)赋值、计算判断框判断某一条件是否成立,成立时在出口处标明“是”或“Y”;不成立时标明“否”或“N”流程线连接程序框连接点连接程序框图的两部分. 三种逻辑结构可以用如下程序框图表示:顺序结构 条件结构 循环结构 应用示例例1 请用程序框图表示前面讲过的“判断整数n(n>2)是否为质数”的算法.解:程序框图如下:强调:程序框图是用图形的方式表达算法,使算法的结构更清楚,步骤更直观也更精确.这里只是让同学们初步了解程序框图的特点,感受它的优点,暂不要求掌握它的画法.变式训练观察下面的程序框图,指出该算法解决的问题.解:这是一个累加求和问题,共99项相加,该算法是求100991431321211⨯++⨯+⨯+⨯Λ的值.例2 已知一个三角形三条边的边长分别为a ,b ,c ,利用海伦—秦九韶公式设计一个计算三角形面积的算法,并画出程序框图表示.(已知三角形三边边长分别为a,b,c ,则三角形的面积为S=))()((c p b p a p p ---),其中p=2cb a ++.这个公式被称为海伦—秦九韶公式) 算法分析:这是一个简单的问题,只需先算出p 的值,再将它代入分式,最后输出结果.因此只用顺序结构应能表达出算法.算法步骤如下:第一步,输入三角形三条边的边长a,b,c. 第二步,计算p=2cb a ++. 第三步,计算S=))()((c p b p a p p ---.第四步,输出S. 程序框图如下:强调:很明显,顺序结构是由若干个依次执行的步骤组成的,它是最简单的逻辑结构,它是任何一个算法都离不开的基本结构. 变式训练下图所示的是一个算法的流程图,已知a 1=3,输出的b=7, 求a 2的值. 解:根据题意221a a +=7, ∵a 1=3,∴a 2=11.即a 2的值为11. 知能训练有关专家建议,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:用P 表示钢琴的价格,不难看出如下算法步骤: 2005年P=10 000×(1+3%)=10 300; 2006年P=10 300×(1+3%)=10 609; 2007年P=10 609×(1+3%)=10 927.27; 2008年P=10 927.27×(1+3%)=11 255.09; 年份 2004 2005 2006 2007 2008 钢琴的价格10 00010 30010 60910 927.2711 255.09程序框图如下: 强调:顺序结构只需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. 拓展提升如上给出的是计算201614121++++Λ的值的一个流程图,其中判断框内应填入的条件是______________.答案:i>10.课堂小结(1)掌握程序框的画法和功能.(2)了解什么是程序框图,知道学习程序框图的意义.(3)掌握顺序结构的应用,并能解决与顺序结构有关的程序框图的画法. 作业习题1.1A 1.第2课时条件结构导入新课思路1(情境导入)我们以前听过这样一个故事,野兽与鸟发生了一场战争,蝙蝠来了,野兽们喊道:你有牙齿是我们一伙的,鸟们喊道:你有翅膀是我们一伙的,蝙蝠一时没了主意.过了一会儿蝙蝠有了一个好办法,如果野兽赢了,就加入野兽这一伙,否则加入另一伙,事实上蝙蝠用了分类讨论思想,在算法和程序框图中也经常用到这一思想方法,今天我们开始学习新的逻辑结构——条件结构.思路2(直接导入)前面我们学习了顺序结构,顺序结构像是一条没有分支的河流,奔流到海不复回,事实上多数河流是有分支的,今天我们开始学习有分支的逻辑结构——条件结构.提出问题(1)举例说明什么是分类讨论思想?(2)什么是条件结构?(3)试用程序框图表示条件结构.(4)指出条件结构的两种形式的区别.讨论结果:(1)例如解不等式ax>8(a≠0),不等式两边需要同除a,需要明确知道a的符号,但条件没有给出,因此需要进行分类讨论,这就是分类讨论思想.(2)在一个算法中,经常会遇到一些条件的判断,算法的流程根据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.(3)用程序框图表示条件结构如下.条件结构:先根据条件作出判断,再决定执行哪一种操作的结构就称为条件结构(或分支结构),如图1所示.执行过程如下:条件成立,则执行A框;不成立,则执行B框.图1 图2注:无论条件是否成立,只能执行A、B之一,不可能两个框都执行.A、B两个框中,可以有一个是空的,即不执行任何操作,如图2.(4)一种是在两个“分支”中均包含算法的步骤,符合条件就执行“步骤A”,否则执行“步骤B”;另一种是在一个“分支”中均包含算法的步骤A,而在另一个“分支”上不包含算法的任何步骤,符合条件就执行“步骤A”,否则执行这个条件结构后的步骤.应用示例例1 任意给定3个正实数,设计一个算法,判断以这3个正实数为三边边长的三角形是否存在,并画出这个算法的程序框图.算法分析:判断以3个任意给定的正实数为三条边边长的三角形是否存在,只需验证这3个数中任意两个数的和是否大于第3个数.这个验证需要用到条件结构.算法步骤如下:第一步,输入3个正实数a,b,c.第二步,判断a+b>c,b+c>a,c+a>b是否同时成立.若是,则存在这样的三角形;否则,不存在这样的三角形.程序框图如右图:强调:根据构成三角形的条件,判断是否满足任意两边之和大于第三边,如果满足则存在这样的三角形,如果不满足则不存在这样的三角形.这种分类讨论思想是高中的重点,在画程序框图时,常常遇到需要讨论的问题,这时要用到条件结构.例2 设计一个求解一元二次方程ax 2+bx+c=0的算法,并画出程序框图表示. 算法分析:我们知道,若判别式Δ=b 2-4ac>0,则原方程有两个不相等的实数根 x 1=ab 2∆+-,x 2=a b 2∆--;若Δ=0,则原方程有两个相等的实数根x 1=x 2=ab2-; 若Δ<0,则原方程没有实数根.也就是说,在求解方程之前,可以先判断判别式的符号,根据判断的结果执行不同的步骤,这个过程可以用条件结构实现.又因为方程的两个根有相同的部分,为了避免重复计算,可以在计算x 1和x 2之前,先计算p=ab2-,q=a 2∆.解决这一问题的算法步骤如下: 第一步,输入3个系数a ,b ,c. 第二步,计算Δ=b 2-4ac.第三步,判断Δ≥0是否成立.若是,则计算p=ab2-,q=a 2∆;否则,输出“方程没有实数根”,结束算法.第四步,判断Δ=0是否成立.若是,则输出x 1=x 2=p ;否则,计算x 1=p+q ,x 2=p-q ,并输出x 1,x 2.程序框图如下:例3 设计算法判断一元二次方程ax 2+bx+c=0是否有实数根,并画出相应的程序框图. 解:算法步骤如下:第一步,输入3个系数:a ,b ,c. 第二步,计算Δ=b 2-4ac.第三步,判断Δ≥0是否成立.若是,则输出“方程有实根”;否则,输出“方程无实根”.结束算法. 相应的程序框图如右:强调:根据一元二次方程的意义,需要计算判别式Δ=b 2-4ac 的值.再分成两种情况处理:(1)当Δ≥0时,一元二次方程有实数根;(2)当Δ<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4 (1)设计算法,求ax+b=0的解,并画出流程图. 解:对于方程ax+b=0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≠0是否成立.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”,结束算法. 程序框图如右:强调:这是条件结构叠加问题,条件结构叠加,程序执行时需依次对“条件1”“条件2”“条件3”……都进行判断,只有遇到能满足的条件才执行该条件对应的操作. 知能训练设计算法,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. 解:算法步骤: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. 程序框图如右:例 5 “特快专递”是目前人们经常使用的异地邮寄信函或托运物品的一种快捷方式.某快递公司规定甲、乙两地之间物品的托运费用根据下列方法计算: f=⎩⎨⎧>⨯-+⨯≤).50(,85.0)50(53.050),50(,53.0ωωωω其中f (单位:元)为托运费,ω为托运物品的重量(单位:千克). 试画出计算费用f 的程序框图.分析:这是一个实际问题,根据数学模型可知,求费用f 的计算公式随物品重量ω的变化而有所不同,因此计算时先看物品的重量,在不同的条件下,执行不同的指令,这是条件结构的运用,是二分支条件结构.其中,物品的重量通过输入的方式给出.解:算法程序框图如右图: 拓展提升有一城市,市区为半径为15 km 的圆形区域,近郊区为距中心15—25 km 的范围内的环形地带,距中心25 km 以外的为远郊区,如右图所示.市区地价每公顷100万元,近郊区地价每公顷60万元,远郊区地价为每公顷20万元,输入某一点的坐标为(x,y),求该点的地价.分析:由该点坐标(x ,y),求其与市中心的距离r=22y x +,确定是市区、近郊区,还是远郊区,进而确定地价p .由题意知,p=⎪⎩⎪⎨⎧>≤<≤<.25,20,2515,60,150,100r r r解:程序框图如下: 课堂小结(1)理解两种条件结构的特点和区别.(2)能用学过的两种条件结构解决常见的算法问题. 作业习题1.1A 组3.3课时循环结构授课时间:第周年月日(星期)导入新课思路1(情境导入)我们都想生活在一个优美的环境中,希望看到的是碧水蓝天,大家知道工厂的污水是怎样处理的吗?污水进入处理装置后进行第一次处理,如果达不到排放标准,则需要再进入处理装置进行处理,直到达到排放标准.污水处理装置是一个循环系统,对于处理需要反复操作的事情有很大的优势.我们数学中有很多问题需要反复操作,今天我们学习能够反复操作的逻辑结构——循环结构.思路2(直接导入)前面我们学习了顺序结构,顺序结构像一条没有分支的河流,奔流到海不复回;上一节我们学习了条件结构,条件结构像有分支的河流最后归入大海;事实上很多水系是循环往复的,今天我们开始学习循环往复的逻辑结构——循环结构.提出问题(1)请大家举出一些常见的需要反复计算的例子.(2)什么是循环结构、循环体?(3)试用程序框图表示循环结构.(4)指出两种循环结构的相同点和不同点.讨论结果:(1)例如用二分法求方程的近似解、数列求和等.(2)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.反复执行的步骤称为循环体.(3)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的过程.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,如图(1)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.2°直到型循环结构,如图(2)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.继续重复操作,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:当型循环结构直到型循环结构(4)两种循环结构的不同点:直到型循环结构是程序先进入循环体,然后对条件进行判断,如果条件不满足,就继续执行循环体,直到条件满足时终止循环.当型循环结构是在每次执行循环体前,先对条件进行判断,当条件满足时,执行循环体,否则终止循环.两种循环结构的相同点: 两种不同形式的循环结构可以看出,循环结构中一定包含条件结构,用于确定何时终止执行循环体.应用示例思路1例1 设计一个计算1+2+……+100的值的算法,并画出程序框图.。
高中数学《进位制(第3课时)》教案 新人教版必修3
福建省长乐第一中学高中数学必修三《进位制(第3课时)》教案
【课程标准】通过阅读中国古数学中的算法案例,体会中国古代数学对世界数学发展的贡献.
【教学目标】1.应用类比的方法理解k进制的有关概念(与学生熟悉的十进制类比);
2.通过实例分析k进制与其他进制的互化,让学生归纳到一般的情形.
【教学重点】十进制与其它进制的互化
【教学难点】十进制化为其它进制
【教学过程】
一、进位制的有关概念
1. 进位制
2. 基数
3. k进制的表示
二、十进制与其它进制的互化
1.把k进制的数化为十进制的数的方法是:先把这个k进制的数写成各位上的数字与k的幂的乘积之和的形式,再按照十进制数的运算规则计算出结果.
2.把十进制的数化为k进制的数的方法,即除k取余法:用k连续去除该十进制数或所得的商,直到商为零为止,然后把每次所得的余数倒着排成一个数,就是相应的k进制数. 三、知识应用
例1:(课本第34页例4)把二进制数110011(2)化为十进制数.
例2:(课本第35页例5)把89化为二进制数.
例3:(课本第35页例6)把89化为五进制数.
练习1:把二进制数101101101(2)化为十进制数.
练习2:把二进制数101101101(2)化为八进制数.
四、课堂小结
1. k进制的数与十进制的数互化的方法;
2. k进制的数之间互化时,先化为十进制的数,再化为其它进制.
五、作业
1.(课本第38页习题1.3A组第4题)
2. 求底面边长为4,侧棱长为5的正四棱锥的体积.为该问题设计一个算法并分别画出程序框图.
3.(课本第40页复习参考题A组第3题)
4.(课本第40页复习参考题A组第5题)。
人教课标版高中数学必修3《算法案例:辗转相除法与更相减损术》教学教案
辗转相除法与更相减损术学习目标1.理解辗转相除法与更相减损术中蕴含的数学原理,并能根据这些原理进行算法分析。
2.基本能根据算法语句与程序框图的知识设计完整的程序框图并写出算法程序。
学习重难点重点:理解辗转相除法与更相减损术求最大公约数的方法。
难点:把辗转相除法与更相减损术的方法转换成程序框图与程序语言。
学法与学习用具学法:在理解最大公约数的基础上去发现辗转相除法与更相减损术中的数学规律,并能模仿已经学过的程序框图与算法语句设计出辗转相除法与更相减损术的程序框图与算法程序。
学习用具:电脑,计算器,图形计算器学习设想(一)创设情景,揭示课题1.教师首先提出问题:在初中,我们已经学过求最大公约数的知识,你能求出18与30的公约数吗?2.接着教师进一步提出问题,我们都是利用找公约数的方法来求最大公约数,如果公约数比较大而且根据我们的观察又不能得到一些公约数,我们又应该怎样求它们的最大公约数?比如求8251与6105的最大公约数?这就是我们这一堂课所要探讨的内容。
(二)研探新知1.辗转相除法例1求两个正数8251和6105的最大公约数。
(分析:8251与6105两数都比较大,而且没有明显的公约数,如能把它们都变小一点,根据已有的知识即可求出最大公约数)解:8251=6105×1+2146显然8251的最大公约数也必是2146的约数,同样6105与2146的公约数也必是8251的约数,所以8251与6105的最大公约数也是6105与2146的最大公约数。
6105=2146×2+18132146=1813×1+3331813=333×5+148333=148×2+37148=37×4+0则37为8251与6105的最大公约数。
以上我们求最大公约数的方法就是辗转相除法。
也叫欧几里德算法,它是由欧几里德在公元前300年左右首先提出的。
利用辗转相除法求最大公约数的步骤如下:第一步:用较大的数m 除以较小的数n 得到一个商0q 和一个余数0r ;第二步:若0r =0,则n 为m ,n 的最大公约数;若0r ≠0,则用除数n 除以余数0r 得到一个商1q 和一个余数1r ;第三步:若1r =0,则1r 为m ,n 的最大公约数;若1r ≠0,则用除数0r 除以余数1r 得到一个商2q 和一个余数2r ;……依次计算直至n r =0,此时所得到的1n r 即为所求的最大公约数。
高中人教数学必修三教案
高中人教数学必修三教案
第一课:函数的概念及表示
一、教学目标:
1.了解函数的基本概念和定义;
2.掌握函数的表示方法;
3.能够应用函数的概念进行问题的解决。
二、教学内容:
1.函数的定义和表示;
2.自变量、因变量和定义域、值域;
3.函数的图像和性质。
三、教学重点和难点:
1.函数的定义和表示;
2.函数的图像和性质。
四、教学过程:
1.导入:通过实际生活中的例子引入函数的概念;
2.讲解:介绍函数的定义、表示方法以及自变量、因变量的概念;
3.练习:让学生做一些简单的函数表示和定义域、值域的练习;
4.拓展:给出一些函数的图像让学生分析函数的性质;
5.归纳总结:总结函数的概念、表示方法和性质。
五、课堂作业:请同学们完成课后习题,巩固所学知识。
六、教学反思:通过本节课的教学,学生能够初步了解函数的基本概念和表达方式,为以后学习更复杂的函数打下基础。
以上为《高中人教数学必修三教案范本》,希望对您有所帮助。
人教版高中数学必修三 算法案例(进位制)优质教案
第3课时案例3 进位制(一)导入新课情境导入在日常生活中,我们最熟悉、最常用的是十进制,据说这与古人曾以手指计数有关,爱好天文学的古人也曾经采用七进制、十二进制、六十进制,至今我们仍然使用一周七天、一年十二个月、一小时六十分的历法.今天我们来学习一下进位制.(二)推进新课、新知探究、提出问题(1)你都了解哪些进位制?(2)举出常见的进位制.(3)思考非十进制数转换为十进制数的转化方法.(4)思考十进制数转换成非十进制数及非十进制之间的转换方法.活动:先让学生思考或讨论后再回答,经教师提示、点拨,对回答正确的学生及时表扬,对回答不准确的学生提示引导考虑问题的思路.讨论结果:(1)进位制是人们为了计数和运算方便而约定的计数系统,约定满二进一,就是二进制;满十进一,就是十进制;满十二进一,就是十二进制;满六十进一,就是六十进制等等.也就是说:“满几进一”就是几进制,几进制的基数(都是大于1的整数)就是几.(2)在日常生活中,我们最熟悉、最常用的是十进制,据说这与古人曾以手指计数有关,爱好天文学的古人也曾经采用七进制、十二进制、六十进制,至今我们仍然使用一周七天、一年十二个月、一小时六十分的历法.(3)十进制使用0~9十个数字.计数时,几个数字排成一行,从右起,第一位是个位,个位上的数字是几,就表示几个一;第二位是十位,十位上的数字是几,就表示几个十;接着依次是百位、千位、万位……例如:十进制数3 721中的3表示3个千,7表示7个百,2表示2个十,1表示1个一.于是,我们得到下面的式子:3 721=3×103+7×102+2×101+1×100.与十进制类似,其他的进位制也可以按照位置原则计数.由于每一种进位制的基数不同,所用的数字个数也不同.如二进制用0和1两个数字,七进制用0~6七个数字.一般地,若k是一个大于1的整数,那么以k为基数的k进制数可以表示为一串数字连写在一起的形式a n a n-1…a1a0(k)(0<a n<k,0≤a n-1,…,a1,a0<k).其他进位制的数也可以表示成不同位上数字与基数的幂的乘积之和的形式,如110 011(2)=1×25+1×24+0×23+0×22+1×21+1×20,7 342(8)=7×83+3×82+4×81+2×80.非十进制数转换为十进制数比较简单,只要计算下面的式子值即可:a n a n-1…a1a0(k)=a n×k n+a n-1×k n-1+…+a1×k+a0.第一步:从左到右依次取出k进制数a n a n-1…a1a0(k)各位上的数字,乘以相应的k的幂,k的幂从n开始取值,每次递减1,递减到0,即a n×k n,a n-1×k n-1,…,a1×k,a0×k0;第二步:把所得到的乘积加起来,所得的结果就是相应的十进制数.(4)关于进位制的转换,教科书上以十进制和二进制之间的转换为例讲解,并推广到十进制和其他进制之间的转换.这样做的原因是,计算机是以二进制的形式进行存储和计算数据的,而一般我们传输给计算机的数据是十进制数据,因此计算机必须先将十进制数转换为二进制数,再处理,显然运算后首次得到的结果为二进制数,同时计算机又把运算结果由二进制数转换成十进制数输出.1°十进制数转换成非十进制数把十进制数转换为二进制数,教科书上提供了“除2取余法”,我们可以类比得到十进制数转换成k进制数的算法“除k取余法”.2°非十进制之间的转换一个自然的想法是利用十进制作为桥梁.教科书上提供了一个二进制数据与16进制数据之间的互化的方法,也就是先由二进制数转化为十进制数,再由十进制数转化成为16进制数.(三)应用示例思路1例1 把二进制数110 011(2)化为十进制数.解:110 011(2)=1×25+1×24+0×23+0×22+1×21+1×20=1×32+1×16+1×2+1=51.点评:先把二进制数写成不同位上数字与2的幂的乘积之和的形式,再按照十进制的运算规则计算出结果.变式训练设计一个算法,把k进制数a(共有n位)化为十进制数b.算法分析:从例1的计算过程可以看出,计算k进制数a的右数第i位数字a i与k i-1的乘积a i·k i-1,再将其累加,这是一个重复操作的步骤.所以,可以用循环结构来构造算法.算法步骤如下:第一步,输入a,k和n的值.第二步,将b的值初始化为0,i的值初始化为1.第三步,b=b+a i·k i-1,i=i+1.第四步,判断i>n是否成立.若是,则执行第五步;否则,返回第三步.第五步,输出b的值.程序框图如下图:程序:INPUT “a,k,n=”;a,k,nb=0i=1t=a MOD 10DOb=b+t*k^(i-1)a=a\\10t=a MOD 10i=i+1LOOP UNTIL i>nPRINT bEND例2 把89化为二进制数.解:根据二进制数“满二进一”的原则,可以用2连续去除89或所得商,然后取余数.具体计算方法如下:因为89=2×44+1,44=2×22+0,22=2×11+0,11=2×5+1,5=2×2+1,2=2×1+0,1=2×0+1,所以89=2×(2×(2×(2×(2×2+1)+1)+0)+0)+1=2×(2×(2×(2×(22+1)+1)+0)+0)+1=…=1×26+0×25+1×24+1×23+0×22+0×21+1×20=1 011 001(2).这种算法叫做除2取余法,还可以用下面的除法算式表示:把上式中各步所得的余数从下到上排列,得到89=1 011 001(2).上述方法也可以推广为把十进制数化为k进制数的算法,称为除k取余法.变式训练设计一个程序,实现“除k取余法”.算法分析:从例2的计算过程可以看出如下的规律:若十制数a除以k所得商是q0,余数是r0,即a=k·q0+r0,则r0是a的k进制数的右数第1位数.若q0除以k所得的商是q1,余数是r1,即q0=k·q1+r1,则r1是a的k进制数的左数第2位数.……若q n-1除以k所得的商是0,余数是r n,即q n-1=r n,则r n是a的k进制数的左数第1位数.这样,我们可以得到算法步骤如下:第一步,给定十进制正整数a和转化后的数的基数k.第二步,求出a除以k所得的商q,余数r.第三步,把得到的余数依次从右到左排列.第四步,若q≠0,则a=q,返回第二步;否则,输出全部余数r排列得到的k进制数.程序框图如下图:程序:INPUT “a,k=”;a,kb=0i=0DOq=a\\kr=a MOD kb=b+r*10^ii=i+1a=qLOOP UNTIL q=0PRINT bEND思路2例1 将8进制数314 706(8)化为十进制数,并编写出一个实现算法的程序.解:314 706(8)=3×85+1×84+4×83+7×82+0×81+6×80=104 902.所以,化为十进制数是104 902.点评:利用把k进制数转化为十进制数的一般方法就可以把8进制数314 706(8)化为十进制数.例2 把十进制数89化为三进制数,并写出程序语句.解:具体的计算方法如下:89=3×29+2,29=3×9+2,9=3×3+0,3=3×1+0,1=3×0+1,所以:89(10)=10 022(3).点评:根据三进制数满三进一的原则,可以用3连续去除89及其所得的商,然后按倒序的顺序取出余数组成数据即可.(四)知能训练将十进制数34转化为二进制数.分析:把一个十进制数转换成二进制数,用2反复去除这个十进制数,直到商为0,所得余数(从下往上读)就是所求.解:即34(10)=100 010(2)(五)拓展提升把1 234(5)分别转化为十进制数和八进制数.解:1 234(5)=1×53+2×52+3×5+4=194.则1 234(5)=302(8)所以,1 234(5)=194=302(8)点评:本题主要考查进位制以及不同进位制数的互化.五进制数直接利用公式就可以转化为十进制数;五进制数和八进制数之间需要借助于十进制数来转化.(六)课堂小结(1)理解算法与进位制的关系.(2)熟练掌握各种进位制之间转化.(七)作业习题1.3A组3、4.。
高中数学 算法的概念教案 新人教版必修3
1.1.1算法的概念一、学习目标:1. 要求学生了解算法的含义,体会算法的思想.2. 在分析实例的基础上了解算法的基本特征.3. 能够用自然语言描述一些具体问题的算法.二、学习重点:算法的含义以及基本特征.学习难点:简单的算法设计.三、教学过程:一、新课引入:章头图中分别是春秋时的算筹、明朝开始盛行的算盘和现代的计算机,它们是人们为解决生活中的计算问题而发明的计算工具,其中算筹和算盘都有计算口诀,而计算机中有程序,它们都离不开“算法”.广义地说,算法就是做某一件事情的过程和步骤.在数学中,我们来学习什么才叫算法?先看下面的问题。
二、问题设计:问题1:根据生活经验,请设计完成洗衣服的过程中有哪几个步骤?(学生甲):先加水和洗衣粉,再浸泡、洗涤、漂洗,最后晾晒。
(老师):很好,如果你将这个过程按洗涤时间和漂洗次数设计成程序让计算机来执行,那就可以生产全自动洗衣机了。
问题2:请写出二元一次方程组><=-><-=+112212{y x y x 的解答过程。
分别将两个学生不同的解答过程展示,说明代入消元法和加减消元法都能解决问题,揭示解决问题的途径不唯一。
问题3:你们所写的解答过程和课本上的解答有什么不同?课本提供的解答有什么特点?学生解答中先消元求出一个未知数,再代入原式求另一个未知数,而课本上重复利用两次加减消元求出未知数,有没有同学和课本上的解法一样呢?大家选择代入求解感觉得到结果快些,而课本选择的是普遍适用的解法,从结构上分析,第一二步和第三四步的操作方式一样,都是用加减消元求解,类似的步骤能解决一般的二元一次方程组吗?问题4:对于一般的二元一次方程组⎩⎨⎧=+=+)2(,)1(,222111c y b x a c y b x a , 其中a 1b 2-a 2b 1≠0, 可以写出类似的求解步骤:第一步,①×b2-②×b1,得()12211221b c b c x b a b a -=-;③ 第二步,解③,得12212112b a b a c b c b x --=. 第三步,②×a1-①×a2,得()12211221c a c a y b a b a -=-;④ 第四步,解④,得12211221b a b a c a c a y --=;第五步,得到方程组的解为12212112b a b a c b c b x --=12211221b a b a c a c a y --=上述步骤构成了解二元一次方程组的一个算法,我们可以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.三、归纳新知:1.算法的定义: 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.2.算法的要求:①能解决一类问题,②记录第几步并有明确的操作过程和执行方向,③ 力求简洁而高效。
最新人教版高中数学必修三电子课本名师优秀教案
人教版高中数学必修三电子课本篇一:人教版高一数学必修三课本教材word版第一章算法初步第一章算法初步第一节算法与程序框图 1.1.1 算法概念:实际上,算法对我们来说并不陌生(回顾二元一次方程组我们可以归纳出以下步骤: 第一步,???×2,第三步,?,?×2,得得?x?2y??1??2x?y?1? ?的求解过程,5x?1?第二步,解?,第四步,解?,得得x?y?115 355y?3 ??x?????y???1535第五步,得到方程组的解为思考,能写出求解一般的二元一次方程组的步骤吗, 对于一般的二元一次方程组?a1x?b1y?c1??a2x?b2y?c2? ?其中a1b2?a2b1?0,可以写出类似的求解步骤:得第一步,?×b2,?×b1,第二步,解?第三步,?×a1,?×a2 第四步,解?(a1b2?a2b1)x?b2c1?b1c2 ?得x?b2c1?b1c2a1b2?a2b1得(a1b2?a2b1)y?a1c2?a2c1 ?y?2a1c2?a2c1a1b2?a2b1得第五步,得到方程组的解为得??x????y???b2c1?b1c2a1b2?a2b1a1c2?a2c1a1b2?a2b1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。
算法? (algorithm)一词出现于12 世纪,指的是用阿拉伯数字进行算术运算的过程。
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( 例1 (1)设计一个算法,判断7 是否为质数(2)设计一个算法,判断35 是否为质数只能被1和自身整除的大于1的正是叫质数算法分析:(1)根据质数的定义,可以这样判断:依次用 26 除7 ,如果它们中有一个能整除7,则7 不是质数。
人教版高中数学必修3-1.3《算法案例:进位制》教学教案
进位制学习目标1.了解各种进位制与十进制之间转换的规律,会利用各种进位制与十进制之间的联系进行各种进位制之间的转换。
2.学习各种进位制转换成十进制的计算方法,研究十进制转换为各种进位制的除k去余法,并理解其中的数学规律。
学习重难点重点:各进位制表示数的方法及各进位制之间的转换难点:除k去余法的理解以及各进位制之间转换的程序框图的设计学法与学习用具学法:在学习各种进位制特点的同时探讨进位制表示数与十进制表示数的区别与联系,熟悉各种进位制表示数的方法,从而理解十进制转换为各种进位制的除k去余法。
学习用具:电脑,计算器,图形计算器学习设想(一)创设情景,揭示课题我们常见的数字都是十进制的,但是并不是生活中的每一种数字都是十进制的.比如时间和角度的单位用六十进位制,电子计算机用的是二进制.那么什么是进位制?不同的进位制之间又又什么联系呢?(二)研探新知进位制是一种记数方式,用有限的数字在不同的位置表示不同的数值。
可使用数字符号的个数称为基数,基数为n,即可称n进位制,简称n进制。
现在最常用的是十进制,通常使用10个阿拉伯数字0-9进行记数。
对于任何一个数,我们可以用不同的进位制来表示。
比如:十进数57,可以用二进制表示为111001,也可以用八进制表示为71、用十六进制表示为39,它们所代表的数值都是一样的。
表示各种进位制数一般在数字右下脚加注来表示,如111001(2)表示二进制数,34(5)表示5进制数.电子计算机一般都使用二进制,下面我们来进行二进制与十进制之间的转化例1 把二进制数110011(2)化为十进制数.解:110011=1*25+1*24+0*23+1*24+0*22+1*21+1*20=32+16+2+1=51例2 把89化为二进制数.解:根据二进制数满二进一的原则,可以用2连续去除89或所得商,然后去余数. 具体的计算方法如下:89=2*44+144=2*22+022=2*11+011=2*5+15=2*2+1所以:89=2*(2*(2*(2*(2*2+1)+1)+0)+0)+1=1*26+0*25+1*24+1*23+0*22+0*21+1*20=1011001(2)这种算法叫做除2取余法,还可以用下面的除法算式表示:把上式中的各步所得的余数从下到上排列即可得到89=1011001(2) 89 44 22 11 5 21222222 2 0 余数 1 0 0 1 1 01。
高中数学 程序框图、顺序结构教案 新人教版必修3
高中数学程序框图、顺序结构教案新人教版必修3(教师用书独具)●三维目标1.知识与技能(1)了解程序框图的概念,掌握各种框图符号的功能.(2)了解顺序结构的概念,能用程序框图表示顺序结构.2.过程与方法(1)通过学习程序框图的各个符号的功能,培养学生对图形符号语言和数学文字语言的转化能力.(2)学生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理解流程图的结构.3.情感、态度与价值观学生通过动手用程序框图表示算法,进一步体会算法的基本思想,体会数学表达的准确与简洁,培养学生的数学表达能力和逻辑思维能力.●重点难点重点:各种程序框图功能,以及用程序框图表示顺序结构.难点:对顺序结构的概念的理解和用程序框图表示顺序结构.(教师用书独具)●教学建议学生首次接触程序框图,根据教学内容、教学目标和学生的认知水平,本节课主要采取问题导入式教学,即“创设情境,提出问题——讨论问题,提出方案——交流方案,解决问题——模拟练习,运用问题——归纳总结,完善认识”,通过对问题的探究过程让学生掌握新知识,同时在解决问题的过程中掌握新知识的应用和解题过程,提高学生独立解题的能力.在老师的引导下,充分发挥学生的主观能动性,从问题入手,通过分析问题、交流方案、解决问题、运用问题的探索过程,让学生全程参与到问题的探索中,一方面注重培养学生严谨的逻辑思维能力和语言组织能力,另一方面,通过交流方案提高学生的合作意识,共同来完成教学目标.●教学流程创设情境,提出问题,以问题为切入点开展教学,引发学生思考,调动学生学习的积极性⇒引导学生分析用自然语言描述的算法的优缺点.引入流程图的概念及特征⇒学生阅读教材中的基本框图及功能,结合算法思想主动设计一个简单的框图⇒通过例1的教学让学生进一步认识和理解基本框图的特征及作用 ⇒错误!⇒错误!⇒错误!⇒错误!(见学生用书第4页)课标解读 1.程序框图的作用及其含义.(重点) 2.用程序框图表示算法.(难点)程序框图【问题导思】程序框图的别称是什么?【提示】 程序框图又称为流程图.程序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.常见的程序框、流程线及各自表示的功能图形符号 名称 功能终端框(起止框) 表示一个算法的起始和结束 输入、输出框 表示一个算法输入和输出的信息处理框(执行框)赋值、计算判断框 判断某一条件是否成立,成立时在出口处标明“是”或“Y”;不成立时标明“否”或“N”流程线连接程序框 ○连接点连接程序框图的两部分顺序结构【问题导思】 已知球的半径为R .1.设计一个算法,求球的表面积和体积. 【提示】 第一步,输入球半径R .第二步,计算S =4πR 2.第三步,计算V =43πR 3.第四步,输出S ,V . 2.上述算法有何特点?【提示】 按照顺序从上到下进行. 3.画出该算法的程序框图. 【提示】1.定义:顺序结构是由若干个依次执行的步骤组成的,这是任何一个算法都离不开的基本结构.2.程序框图表示为:(见学生用书第4页)程序框图的认识和理解下列关于程序框图的说法正确的是( )A.程序框图是描述算法的语言B.程序框图中可以没有输出框,但必须要有输入框给变量赋值C.程序框图虽可以描述算法,但不如用自然语言描述算法直观D.程序框图和流程图不是一个概念【思路探究】根据程序框图概念,逐一验证每个选项是否正确.【自主解答】由于算法设计时要求返回执行的结果,故必须要有输出框,对于变量的赋值则可以通过处理框完成,故算法设计时不一定要用输入框,所以B项是错误的;相对于自然语言,用程序框图描述算法的优点主要就是直观、形象,容易理解,在步骤上表达简单了许多,所以C选项是错误的;程序框图就是流程图,所以D选项也是错误的.故而本题答案选A.【答案】 A1.程序框图主要由程序框和流程线组成,基本的程序框有终端框、输入、输出框、处理框、判断框,其中起止框是任何程序框图不可缺少的,而输入、输出框可以用在算法中任何需要输入、输出的位置.2.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程序框.下列关于程序框图中图形符号的理解正确的有( ) ①任何一个程序框图必须有起止框.②输入框只能在开始框后,输出框只能放在结束框前. ③长方形框是执行框,可用来对变量赋值,也可用来计算. ④对于一个程序框图来说,判断框内的条件是唯一的. A .1个 B .2个 C .3个 D .4个【解析】 任何一个算法必须有开始和结束,从而必须有起止框,故①正确,输入、输出框可以用在算法中任何需要输入、输出的位置,故②错误.③正确.④判断框内的条件不唯一,④错误.【答案】 B利用顺序结构表示算法 已知直线l :Ax +By +C =0(A 2+B 2≠0),点P (x 0,y 0),设计一个算法计算点P到直线l 的距离,并画出程序框图.【思路探究】 可以利用点到直线的距离公式d =|Ax 0+By 0+C |A 2+B 2,给公式中的字母赋值,再代入计算.【自主解答】 用自然语言描述算法如下: 第一步,输入点P 的横、纵坐标x 0、y 0, 输入直线方程的系数,即常数A 、B 、C . 第二步,计算z 1=Ax 0+By 0+C .第三步,计算z 2=A 2+B 2.第四步,计算d =|z 1|z 2.第五步,输出d . 程序框图:画程序框图的规则:1.使用标准的程序框图的图形符号.2.程序框图一般按照从上到下,从左到右的顺序画. 3.描述语言写在程序框内,语言清晰、简练. 4.各程序框之间用流程线连接.把直线l 改为圆C :(x -a )2+(y -b )2=r 2,写出求点P 0(x 0,y 0)到圆上的点的距离最大值的算法及程序框图.【解】 第一步,输入点P 0的横、纵坐标x 0、y 0,输入圆心C 的横、纵坐标a 、b ,圆的半径r;第二步,计算z1=x0-a2+y0-b2;第三步,计算d=z1+r;第四步,输出d.程序框图:顺序结构在实际中的应用一城市在法定工作时间内,每小时的工资为8元,加班工资为每小时10元,一人一周内工作60小时,其中加班20小时,税率是10%,写出这人一周内净得的工资的算法,并画出算法的程序框图.【思路探究】根据题意,分别写出法定工作时间内的工资、加班工资,然后计算一周内的工资总数,最后计算净得工资.【自主解答】算法步骤如下:第一步,计算法定工作时间内工资a(a=8×(60-20)=320(元)).第二步,计算加班工资b(b=10×20=200(元)).第三步,计算一周内工资总数c(c=a+b=320+200=520(元)).第四步,计算这个人净得的工资数d(d=c×(1-10%)=520×90%=468(元)).第五步,输出d.程序框图如图所示.应用顺序结构表示算法的步骤:1.仔细审题,理清题意,找到解决问题的方法;2.梳理解题步骤;3.用数学语言描述算法,明确输入量、计算过程、输出量;4.用程序框图表示算法过程.银行的三年期定期存款年利率4.25(每100元存款到期平均每年获利4.25元).请你设计一个程序,输入存款数,输出利息与本利和.【解】设存款为a元,据题意三年到期利息b为:a100×4.25×3=0.127 5a元到期本利和p为:a+0.127 5a=1.127 5元.程序框图为:(见学生用书第6页)混淆构成流程图的图形符号及作用已知x=4,y=2,画出计算w=3x+4y的值的流程图.【错解】流程图如图(1)所示:(1) (2)【错因分析】输出框为平行四边形,此题中错用矩形框了.【防范措施】 1.明确各种程序框的作用与功能.2.认真审题独立思考,加强识图能力的培养.【正解】如上图(2).本节主要内容为程序框图及顺序结构1.正确理解程序框图的图形符号及其作用:(1)起止框用“”表示,是任何流程不可少的,表明程序的开始和结束.(2)输入、输出框图用“”表示,可用在算法中任何需要输入、输出的位置,需要输入的字母、符号、数据都填在框内.(3)处理框图用“”表示,算法中处理数据需要的算式、公式等可以分别写在不同的用以处理数据的处理框内,另外,对变量进行赋值时,也用到处理框.(4)当算法要求对两个不同的结果进行判断时,需要将实现判断的条件写在判断框内,判断框用“”表示.(5)一个算法步骤到另一个算法步骤用流程线连接,如果一个程序框图需要分开来画,要在断开处画上连接点,并标出连接的号码(如图所示).2.为了能够读懂画出的程序框图,在画程序框图时,常用规则如下:(1)使用标准的程序框图的图形符号.(2)程序框图一般按照从上到下、从左到右的顺序画.(3)一个完整的程序框图必须有终端框,用于表示一个算法的开始和结束.(4)大多程序框图的图形符号只有一个进入点和一个退出点,判断框是唯一具有超过一个退出点的框图符号.(5)一种判断框是“是”与“否”两分支的判断,而且有且仅有两个结果;另外一种是多分支判断,可能有几种不同的结果.(6)在程序框图的图形符号内,用于描述的语言要简练、清楚.(见学生用书第7页)1.算法的三种基本结构是( )A.顺序结构、流程结构、循环结构B.顺序结构、条件结构、循环结构C.顺序结构、条件结构、嵌套结构D.顺序结构、嵌套结构、流程结构【解析】由算法的特征及结构知B正确.【答案】 B2.程序框图中,具有赋值、计算功能的是( )A.处理框B.输入、输出框C.终端框 D.判断框【解析】在算法框图中处理框具有赋值和计算功能.【答案】 A3.(原创题)阅读程序框图如图1-1-1所示,若输入x=3,则输出y的值为________.图1-1-1【解析】 输入x =3,则a =2×32-1=17,b =a -15=17-15=2,y =a ×b =17×2=34,则输出y 的值为34.【答案】 344.利用梯形的面积公式计算上底为2,下底为4,高为5的梯形的面积,设计出该问题的算法及程序框图.【解】 算法如下:第一步,输入a =2,b =4,h =5.第二步,计算S =12(a +b )h .第三步,输出S .该算法的程序框图如图所示:(见学生用书第81页)一、选择题1.下列算法中,只用顺序结构画不出程序框图的是( ) A .求两个数的积 B .求点到直线的距离 C .解一元二次方程D .已知梯形两底和高求面积【解析】 解一元二次方程需要对判别式作出判断,故不能用顺序结构画出,故选C.【答案】 C2.(2013·临沂高一检测)阅读下面的流程图,若输入的a ,b ,c 分别是35,52,63,则输出的a ,b ,c 分别是( )图1-1-2A .63,35,52B .35,52,63C .63,52,35D .35,63,52【解析】 x =35,a =63,c =52,b =35,选A. 【答案】 A3.画程序框图时,如果一个框图需要分开来画,要在断开处画上( ) A .流程线 B .注释框 C .判断框 D .连接点【解析】 框图要分开画时,要在断开处画上连接点,并在圈中标出连接的号码. 【答案】 D图1-1-34.(2013·日照高一期中)如图1-1-3所示的是一个算法的程序框图,已知a 1=3,输出的b =7,则a 2等于( )A .9B .10C .11D .12【解析】 由题意知该算法是计算a 1+a 22的值,∴3+a 22=7,得a 2=11.故选C.【答案】 C图1-1-45.阅读如图1-1-4的程序框图,若输出的结果为6,则①处执行框应填的是( )A .x =1B .x =2C .b =1D .b =2【解析】 若b =6,则a =7,∴x 3-1=7,∴x =2.【答案】 B二、填空题6.(2013·潍坊高一检测)执行如图1-1-5程序框图后的结果为________.图1-1-5【解析】 S =42+24=2.5. 【答案】 2.57.给出如下算法:第一步,若a >b ,则a 与b 的值互换.第二步,若a >c ,则a 与c 的值互换.第三步,若b >c ,则b 与c 的值互换.第四步,输出a ,b ,c .运行此算法的功能为________.【解析】 由算法的意义知该算法的结果为将a ,b ,c 按从小到大输出.【答案】 将a ,b ,c 从小到大输出8.如图1-1-6是求长方体的体积和表面积的一个程序框图,图中的程序框中应填________.图1-1-6【解析】 根据题意需计算长方体的表面积S =2(ab +bc +ac ).【答案】 S =2(ab +bc +ac )三、解答题9.写出求y =-x 2-2x +3的最大值的算法,画出程序框图.【解】 算法如下:第一步,输入a ,b ,c 的值-1,-2,3.第二步,计算max =4ac -b 24a. 第三步,输出max.程序框图:10.画出求函数y =2x +3图象上任一点到原点的距离的程序框图,写出算法.【解】 算法步骤如下: 第一步,输入横坐标的值x .第二步,计算y =2x +3.第三步,计算d =x 2+y 2.第四步,输出d .程序框图:11.已知一个直角三角形的两条直角边长为a ,b ,求该直角三角形内切圆的面积,试设计求解该问题的算法,并画出程序框图.【解】 算法步骤如下:第一步,输入a ,b .第二步,计算c =a 2+b 2.第三步,计算r =12(a +b -c ). 第四步,计算S =πr 2.第五步,输出面积S .程序框图为:(教师用书独具)已知点P (x ,y ),画出求点P 到直线x +y +2=0的距离的程序框图.【思路探究】 题中直线方程已知,求某点P 到它的距离.设计算法时应先输入点的坐标,再利用点到直线的距离公式求距离,要先写出自然语言的算法,再画程序框图.【自主解答】 用自然语言描述算法:第一步,输入点P 的横坐标x 和纵坐标y .第二步,计算S =|x +y +2|的值.第三步,计算d =S 2的值.第四步,输出d .程序框图:如图所示,该电路由一内阻为r 的电源E 、电阻R 、开关K 及导线组成,其中E =15 V ,r =1欧,R =4欧.当K 闭合时,求流过R 的电流I ,设计算法及流程图. 【解】 算法步骤如下:第一步,E =15,r =1,R =4;第二步,计算R =R +r ;第三步,计算I =E R;第四步,输出I .流程图如图所示.。
高中数学必修3课教案
高中数学必修3课教案
教学内容:高中数学必修3 快速算法
教学目标:
1. 了解快速算法的概念和原理。
2. 学会使用快速算法快速求解数学问题。
3. 提高计算速度和准确性。
教学重点:
1. 了解快速算法的基本原理。
2. 掌握快速算法的具体操作步骤。
3. 练习运用快速算法解决数学问题。
教学难点:
1. 理解快速算法中的各项操作步骤。
2. 在解题过程中灵活运用快速算法。
教学准备:
1. 讲桌上摆放清晰的教学板书。
2. 准备好黑板、彩色粉笔和计算器。
3. 备有足够的练习题供学生练习。
教学过程:
一、引入:
教师通过举例介绍快速算法的概念,并引导学生思考如何能够更快速地完成数学运算。
二、讲解:
1. 讲解快速算法的原理和基本概念。
2. 示范快速算法的操作步骤。
3. 举例说明快速算法在解题中的应用。
三、练习:
1. 学生跟随教师操作快速算法,并进行练习。
2. 学生自主进行练习题目,巩固所学知识。
四、总结:
教师总结本节课所学内容,强调快速算法的重要性和实用性。
五、作业:
布置相关作业,要求学生练习使用快速算法解决数学问题。
教学反思:
教师应根据学生的学习情况和反馈及时调整教学过程,并根据学生的实际情况适时添加适合的练习题目,确保学生能够掌握和运用快速算法。
人教版高中数学必修三(教案)1.1 算法与程序框图(3课时)
第一课时 1.1.1 算法的概念教学要求:了解算法的含义,体会算法的思想;能够用自然语言叙述算法;掌握正确的算法应满足的要求;会写出解线性方程(组)的算法、判断一个数为质数的算法、用二分法求方程近似根的算法.教学重点:解二元一次方程组等几个典型的的算法设计.教学难点:算法的含义、把自然语言转化为算法语言.教学过程:一、复习准备:1. 提问:我们古代的计算工具?近代计算手段?(算筹与算盘→计算器与计算机,见章头图)2. 提问:①小学四则运算的规则?(先乘除,后加减) ②初中解二元一次方程组的方法?(消元法) ③高中二分法求方程近似解的步骤? (给定精度ε,二分法求方程根近似值步骤如下:A .确定区间[,]a b ,验证()()0f a f b <g ,给定精度ε;B. 求区间(,)a b 的中点1x ;C. 计算1()f x : 若1()0f x =,则1x 就是函数的零点; 若1()()0f a f x <g ,则令1b x =(此时零点01(,)x a x ∈); 若1()()0f x f b <g ,则令1a x =(此时零点01(,)x x b ∈);D. 判断是否达到精度ε;即若||a b ε-<,则得到零点零点值a (或b );否则重复步骤2~4.二、讲授新课:1. 教学算法的含义:① 出示例:写出解二元一次方程组22(1)24(2)x y x y -=⎧⎨+=⎩的具体步骤. 先具体解方程组,学生说解答,教师写解法 → 针对解答过程分析具体步骤,构成其算法第一步:②-①×2,得5y =0 ③; 第二步:解③得y =0; 第三步:将y =0代入①,得x =2.② 理解算法: 12世纪时,指用阿拉伯数字进行算术运算的过程. 现代意义上的算法是可以用计算机来解决的某一类问题的程序或步骤,程序和步骤必须是明确和有效的,且能在有限步完成. 广义的算法是指做某一件事的步骤或程序.算法特点:确定性;有限性;顺序性;正确性;普遍性.举例生活中的算法:菜谱是做菜肴的算法;洗衣机的使用说明书是操作洗衣机的算法;歌谱是一首歌曲的算法;渡河问题.③ 练习:写出解方程组()1111221222(1)0(2)a x b y c a b a b a x b y c +=⎧-≠⎨+=⎩的算法.2. 教学几个典型的算法:① 出示例1:任意给定一个大于1的整数n ,试设计一个程序或步骤对n 是否为质数做出判断.提问:什么叫质数?如何判断一个数是否质数? → 写出算法.分析:此算法是用自然语言的形式描述的. 设计算法要求:写出的算法必须能解决一类问题,并且能够重复使用. 要使算法尽量简单、步骤尽量少. 要保证算法正确,且计算机能够执行.② 出示例2:用二分法设计一个求方程230x -=的近似根的算法.提问:二分法的思想及步骤?如何求方程近似解 →写出算法.③ 练习:举例更多的算法例子; → 对比一般解决问题的过程,讨论算法的主要特征.3. 小结:算法含义与特征;两类算法问题(数值型、非数值型);算法的自然语言表示.三、巩固练习:1. 写出下列算法:解方程x2-2x-3=0;求1×3×5×7×9×11的值2. 有蓝和黑两个墨水瓶,但现在却错把蓝墨水装在了黑墨水瓶中,黑墨水错装在了蓝墨水瓶中,要求将其互换,请你设计算法解决这一问题.3. 根据教材P6 的框图表示,使用程序框表示以上算法.4. 作业:教材P4 1、2题.第二课时 1.1.2 程序框图(一)教学要求:掌握程序框图的概念;会用通用的图形符号表示算法,掌握算法的三个基本逻辑结构. 掌握画程序框图的基本规则,能正确画出程序框图. 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;学会灵活、正确地画程序框图.教学重点:程序框图的基本概念、基本图形符号和3种基本逻辑结构.教学难点:综合运用框图知识正确地画出程序框图教学过程:一、复习准备:1. 写出算法:给定一个正整数n,判定n是否偶数.2. 用二分法设计一个求方程320x-=的近似根的算法.二、讲授新课:1. 教学程序框图的认识:①讨论:如何形象直观的表示算法?→图形方法.教师给出一个流程图(上面1题),学生说说理解的算法步骤.②定义程序框图: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准确、直观地表示算法的图形.③基本的程序框和它们各自表示的功能:程序框名称功能终端框表示一个算法的起始和结束(起止框)输入、输出框表示一个算法输入和输出的信息处理(执行)框赋值、计算判断框判断一个条件是否成立流程线连接程序框④阅读教材P5的程序框图. →讨论:输入35后,框图的运行流程,讨论:最大的I值.2. 教学算法的基本逻辑结构:①讨论:P5的程序框图,感觉上可以如何大致分块?流程再现出一些什么结构特征?→教师指出:顺序结构、条件结构、循环结构.②试用一般的框图表示三种逻辑结构. (见下图)③出示例3:已知一个三角形的三边分别为4,5,6,利用海伦公式设计一个算法,求出它的面积,并画出算法的程序框图. (学生用自然语言表示算法→师生共写程序框图→讨论:结构特征)④出示例4:任意给定3个正实数,设计一个算法,判断分别以这3个数为三边边长的三角形是否存在.画出这个算法的程序框图. (学生分析算法→写出程序框图→试验结果→讨论结构)⑤出示例5:设计一个计算1+2+3+…+1000的值的算法,并画出程序框图.(学生分析算法→写出程序框图→给出另一种循环结构的框图→对比两种循环结构)3. 小结:程序框图的基本知识;三种基本逻辑结构;画程序框图要注意:流程线的前头;判断框后边的流程线应根据情况标注“是”或“否”;循环结构中要设计合理的计数或累加变量等.三、巩固练习:1.练习:把复习准备题②的算法写成框图. 2. 作业:P12 A组1、2题. 第三课时 1.1.2 程序框图(二)教学要求:更进一步理解算法,掌握算法的三个基本逻辑结构. 掌握画程序框图的基本规则,能正确画出程序框图.学会灵活、正确地画程序框图.教学重点:灵活、正确地画程序框图.教学难点:运用程序框图解决实际问题.教学过程:一、复习准备:1. 说出下列程序框的名称和所实现功能.2. 算法有哪三种逻辑结构?并写出相应框图顺序结构条件结构循环结构程序框图结构说明按照语句的先后顺序,从上而下依次执行这些语句. 不具备控制流程的作用. 是任何一个算法都离不开的基本结构根据某种条件是否满足来选择程序的走向.当条件满足时,运行“是”的分支,不满足时,运行“否”的分支.从某处开始,按照一定的条件,反复执行某一处理步骤的情况. 用来处理一些反复进行操作的问题二、讲授新课:1. 教学程序框图①出示例1:任意给定3个正实数,判断其是否构成三角形,若构成三角形,则根据海伦公式计算其面积. 画出解答此问题算法的程序框图.(学生试写→共同订正→对比教材P7 例3、4 →试验结果)②设计一个计算2+4+6+…+100的值的算法,并画出程序框图.(学生试写→共同订正→对比教材P9 例5 →另一种循环结构)③循环语句的两种类型:当型和直到型.当型循环语句先对条件判断,根据结果决定是否执行循环体;直到型循环语句先执行一次循环体,再对一些条件进行判断,决定是否继续执行循环体. 两种循环语句的语句结构及框图如右.说明:“循环体”是由语句组成的程序段,能够完成一项工作. 注意两种循环语句的区别及循环内部改变循环的条件.④练习:用两种循环结构,写出求100所有正约数的算法程序框图.2. 教学“鸡兔同笼”趣题:①“鸡兔同笼”,我国古代著名数学趣题之一,大约在1500年以前,《孙子算经》中记载了这个有趣的问题,书中描述为:今有雏兔同笼,上有三十五头,下有九十四足,问雏兔各几何?②学生分析其数学解法. (“站立法”,命令所有的兔子都站起来;或用二元一次方程组解答.)③欣赏古代解法:“砍足法”,假如砍去每只鸡、每只兔一半的脚,则“独脚鸡”,“双脚兔”. 则脚的总数47只;与总头数35的差,就是兔子的只数,即47-35=12(只).鸡35-12=23(只).④试用算法的程序框图解答此经典问题. (算法:鸡的头数为x,则兔的头数为35-x,结合循环语句与条件语句,判断鸡兔脚数2x+4(35-x)是否等于94.)三、巩固练习:1. 练习:100个和尚吃100个馒头,大和尚一人吃3个,小和尚3人吃一个,求大、小和尚各多少个?分析其算法,写出程序框图. 2. 作业:教材P12 A 组1题.。
高中数学 《1.3.1进位制》教案设计 新人教版必修3
11.3.1进位制教学要求:了解各种进位制与十进制之间转换的规律,会利用各种进位制与十进制之间的联系进行各种进位制之间的转换;学习各种进位制转换成十进制的计算方法,研究十进制转换为各种进位制的除k 去余法,并理解其中的数学规律. 教学重点:各种进位制之间的互化.教学难点:除k 取余法的理解以及各进位制之间转换的程序框图及其程序的设计. 教学过程:知识探究(一):进位制的概念思考1:进位制是为了计数和运算方便而约定的记数系统,如逢十进一,就是十进制;每七天为一周,就是七进制;每十二个月为一年,就是十二进制,每六十秒为一分钟,每六十分钟为一个小时,就是六十进制;等等.一般地,“满k 进一”就是k 进制,其中k 称为k 进制的基数.那么k 是一个什么范围内的数?思考2:十进制使用0~9十个数字,那么二进制、五进制、七进制分别使用哪些数字? 思考3:在十进制中10表示十,在二进制中10表示2.一般地,若k 是一个大于1的整数,则以k 为基数的k 进制数可以表示为一串数 字连写在一起的形式:a n a n-1…a 1a 0(k).其中各个数位上的数字a n ,a n-1,…,a 1,a 0的取值范围如何?思考4:十进制数4528表示的数可以写成4×103+5×102+2×101+8×100,依此类 比,二进制数110011(2),八进制数7342(8)分别可以写成什么式子?110011(2)=1×25+1×24+0×23+0×22+1×21+1×207342(8)=7×83+3×82+4×81+2×80. 思考5:一般地,如何将k 进制数a n a n-1…a 1a 0(k)写成各数位上的数字与基数k 的幂的乘积之和的形式?001111)(011k a k a k a k a a a a a n n n n k n n ⨯+⨯++⨯+⨯=---思考6:在二进制中,0+0,0+1,1+0,1+1的值分别是多少? 知识探究(二):k 进制化十进制的算法思考1:二进制数110011(2)化为十进制数是什么数?110011(2)=1×25+1×24+0×23+0×22+1×21+1×20=32+16+2+1=51. 思考2:二进制数右数第i 位数字a i 化为十进制数是什么数?12-⨯i i a例1 将下列各进制数化为十进制数. (1)10303(4) ; (2)1234(5).10303(4)=1×44+3×42+3×40=307.1234(5)=1×53+2×52+3×51+4×50=194.知识探究(三):除k 取余法思考1:二进制数101101(2)化为十进制数是什么数?十进制数89化为二进制数是什么数? 思考2:上述化十进制数为二进制数的算法叫做除2取余法,转化过程有些复杂,观察下面89余数212225021122224422的算式你有什么发现吗?思考3:上述方法也可以推广为把十进制数化为k 进制数的算法,称为除k 取余法,那么十进制数191化为五进制数是什么数? 191=1231(5)例2 将十进制数458分别转化为四进制数和六进制数.458=13022(4)=2042(6)例3 将五进制数30241(5)转化为七进制数.30241(5)=3×54+2×52+4×5+1=1946.30241(5)=5450(7)例4 已知10b1(2)=a02(3),求数字a ,b 的值.10b1(2)=1×23+b ×2+1=2b+9.a02(3)=a ×32+2=9a+2.所以2b+9=9a+2,即9a-2b=7. 故a=1,b=1.小结作业1.利用除k 取余法,可以把任何一个十进制数化为k 进制数,并且操作简单、实用.2.通过k 进制数与十进制数的转化,我们也可以将一个k 进制数转化为另一个不同基数的k 进制数.作业:习案、学案 十051575385191余数414742841144458余数0626126766458余数075739727871946余数。
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教学过程第1课时案例1 辗转相除法与更相减损术导入新课思路1(情境导入)大家喜欢打乒乓球吧,由于东、西方文化及身体条件的不同,西方人喜欢横握拍打球,东方人喜欢直握拍打球,对于同一个问题,东、西方人处理问题方式是有所不同的.在小学,我们学过求两个正整数的最大公约数的方法:先用两个数公有的质因数连续去除,一直除到所得的商是互质数为止,然后把所有的除数连乘起来. 当两个数公有的质因数较大时(如8 251与6 105),使用上述方法求最大公约数就比较困难.下面我们介绍两种不同的算法——辗转相除法与更相减损术,由此可以体会东、西方文化的差异.思路2(直接导入)前面我们学习了算法步骤、程序框图和算法语句.今天我们将通过辗转相除法与更相减损术来进一步体会算法的思想.推进新课新知探究提出问题(1)怎样用短除法求最大公约数?(2)怎样用穷举法(也叫枚举法)求最大公约数?(3)怎样用辗转相除法求最大公约数?(4)怎样用更相减损术求最大公约数?讨论结果:(1)短除法求两个正整数的最大公约数的步骤:先用两个数公有的质因数连续去除,一直除到所得的商是两个互质数为止,然后把所有的除数连乘起来.(2)穷举法(也叫枚举法)穷举法求两个正整数的最大公约数的解题步骤:从两个数中较小数开始由大到小列举,直到找到公约数立即中断列举,得到的公约数便是最大公约数.(3)辗转相除法辗转相除法求两个数的最大公约数,其算法步骤可以描述如下:第一步,给定两个正整数m,n.第二步,求余数r:计算m除以n,将所得余数存放到变量r中.第三步,更新被除数和余数:m=n,n=r.第四步,判断余数r是否为0.若余数为0,则输出结果;否则转向第二步继续循环执行.如此循环,直到得到结果为止. 这种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.(4)更相减损术我国早期也有解决求最大公约数问题的算法,就是更相减损术. 《九章算术》是中国古代的数学专著,其中的“更相减损术”也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.”翻译为现代语言如下:第一步,任意给定两个正整数,判断它们是否都是偶数,若是,用2约简;若不是,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.应用示例例1 用辗转相除法求8 251与6 105的最大公约数,写出算法分析,画出程序框图,写出算法程序.解:用两数中较大的数除以较小的数,求得商和余数:8 251=6 105×1+2 146.由此可得,6 105与2 146的公约数也是8 251与6 105的公约数,反过来,8 251与6 105的公约数也是6 105与2 146的公约数,所以它们的最大公约数相等.对6 105与2 146重复上述步骤:6 105=2 146×2+1 813.同理,2 146与1 813的最大公约数也是6 105与2 146的最大公约数.继续重复上述步骤:2 146=1 813×1+333,1 813=333×5+148,333=148×2+37,148=37×4.最后的除数37是148和37的最大公约数,也就是8 251与6 105的最大公约数.这就是辗转相除法.由除法的性质可以知道,对于任意两个正整数,上述除法步骤总可以在有限步之后完成,从而总可以用辗转相除法求出两个正整数的最大公约数.算法分析:从上面的例子可以看出,辗转相除法中包含重复操作的步骤,因此可以用循环结构来构造算法.算法步骤如下:第一步,给定两个正整数m,n.第二步,计算m除以n所得的余数为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.程序框图如下图:程序:INPUT m,nDOr=m MOD nm=nn=rLOOP UNTIL r=0PRINT mEND点评:从教学实践看,有些学生不能理解算法中的转化过程,例如:求8 251与6 105的最大公约数,为什么可以转化为求6 105与2 146的公约数.因为8 251=6 105×1+2 146,可以化为8 251-6 105×1=2 164,所以公约数能够整除等式两边的数,即6 105与2 146的公约数也是8 251与6 105的公约数.变式训练你能用当型循环结构构造算法,求两个正整数的最大公约数吗?试画出程序框图和程序.解:当型循环结构的程序框图如下图:程序:INPUT m,nr=1WHILE r>0r=m MOD nm=nn=rWENDPRINT mEND例2 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,如下图所示.98-63=3563-35=2835-28=728-7=2121-7=1414-7=763的最大公约数等于7.点评:更相减损术与辗转相除法的比较:尽管两种算法分别来源于东、西方古代数学名著,但是二者的算理却是相似的,有异曲同工之妙.主要区别在于辗转相除法进行的是除法运算,即辗转相除;而更相减损术进行的是减法运算,即辗转相减,但是实质都是一个不断的递归过程.变式训练用辗转相除法或者更相减损术求三个数324,243,135的最大公约数.解:324=243×1+81,243=81×3+0,则324与243的最大公约数为81.又135=81×1+54,81=54×1+27,54=27×2+0,则81 与135的最大公约数为27.所以,三个数324、243、135的最大公约数为27.另法:324-243=81,243-81=162,162-81=81,则324与243的最大公约数为81.135-81=54,81-54=27,54-27=27,则81与135的最大公约数为27.所以,三个数324、243.135的最大公约数为27.例3 (1)用辗转相除法求123和48的最大公约数.(2)用更相减损术求80和36的最大公约数.解:(1)辗转相除法求最大公约数的过程如下:123=2×48+27,48=1×27+21,27=1×21+6,21=3×6+3,6=2×3+0,最后6能被3整除,得123和48的最大公约数为3.(2)我们将80作为大数,36作为小数,因为80和36都是偶数,要除公因数2.80÷2=40,36÷2=18.40和18都是偶数,要除公因数2.40÷2=20,18÷2=9.下面来求20与9的最大公约数,20-9=11,11-9=2,9-2=7,7-2=5,5-2=3,3-2=1,2-1=1,可得80和36的最大公约数为22×1=4.点评:对比两种方法控制好算法的结束,辗转相除法是到达余数为0,更相减损术是到达减数和差相等.变式训练分别用辗转相除法和更相减损术求1 734,816的最大公约数.解:辗转相除法:1 734=816×2+102,816=102×8(余0),∴1 734与816的最大公约数是102.更相减损术:因为两数皆为偶数,首先除以2得到867,408,再求867与408的最大公约数.867-408=459,459-408=51,408-51=357,357-51=306,306-51=255,255-51=204,204-51=153,153-51=102,102-51=51.∴1 734与816的最大公约数是51×2=102.利用更相减损术可另解:1 734-816=918,918-816=102,816-102=714,714-102=612,612-102=510,510-102=408,408-102=306,306-102=204,204-102=102.∴1 734与816的最大公约数是102.知能训练求319,377,116的最大公约数.解:377=319×1+58,319=58×5+29,58=29×2.∴377与319的最大公约数为29,再求29与116的最大公约数.116=29×4.∴29与116的最大公约数为29.∴377,319,116的最大公约数为29.拓展提升试写出利用更相减损术求两个正整数的最大公约数的程序.解:更相减损术程序:INPUT “m,n=”;m,nWHILE m<>nIF m>n THENm=m-nELSEm=n-mEND IFWENDPRINT mEND课堂小结(1)用辗转相除法求最大公约数.(2)用更相减损术求最大公约数.思想方法:递归思想.作业分别用辗转相除法和更相减损术求261,319的最大公约数.分析:本题主要考查辗转相除法和更相减损术及其应用.使用辗转相除法可依据m=nq+r,反复执行,直到r=0为止;用更相减损术就是根据m-n=r,反复执行,直到n=r为止.解:辗转相除法:319=261×1+58,261=58×4+29,58=29×2.∴319与261的最大公约数是29.更相减损术:319-261=58,261-58=203,203-58=145,145-58=87,87-58=29,58-29=29,∴319与261的最大公约数是29.设计感想数学不仅是一门科学,也是一种文化,本节的引入从东、西方文化的不同开始,逐步向学生渗透数学文化.从知识方面主要学习用两种方法求两个正整数的最大公约数,从思想方法方面,主要学习递归思想.本节设置精彩例题,不仅让学生学到知识,而且让学生进一步体会算法的思想,培养学生的爱国主义情操.第2课时案例2 秦九韶算法导入新课思路1(情境导入)大家都喜欢吃苹果吧,我们吃苹果都是从外到里一口一口的吃,而虫子却是先钻到苹果里面从里到外一口一口的吃,由此看来处理同一个问题的方法多种多样.怎样求多项式f(x)=x5+x4+x3+x2+x+1当x=5时的值呢?方法也是多种多样的,今天我们开始学习秦九韶算法.思路2(直接导入)前面我们学习了辗转相除法与更相减损术,今天我们开始学习秦九韶算法.推进新课新知探究提出问题(1)求多项式f(x)=x5+x4+x3+x2+x+1当x=5时的值有哪些方法?比较它们的特点.(2)什么是秦九韶算法?(3)怎样评价一个算法的好坏?讨论结果:(1)怎样求多项式f(x)=x5+x4+x3+x2+x+1当x=5时的值呢?一个自然的做法就是把5代入多项式f(x),计算各项的值,然后把它们加起来,这时,我们一共做了1+2+3+4=10次乘法运算,5次加法运算.另一种做法是先计算x2的值,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计算的结果,这时,我们一共做了4次乘法运算,5次加法运算.第二种做法与第一种做法相比,乘法的运算次数减少了,因而能够提高运算效率,对于计算机来说,做一次乘法运算所用的时间比做一次加法运算要长得多,所以采用第二种做法,计算机能更快地得到结果.(2)上面问题有没有更有效的算法呢?我国南宋时期的数学家秦九韶(约1202~1261)在他的著作《数书九章》中提出了下面的算法:把一个n次多项式f(x)=a n x n+a n-1x n-1+…+a1x+a0改写成如下形式:f(x)=a n x n+a n-1x n-1+…+a1x+a0=(a n x n-1+a n-1x n-2+…+a1)x+ a0=((a n x n-2+a n-1x n-3+…+a2)x+a1)x+a0=…=(…((a n x+a n-1)x+a n-2)x+…+a1)x+a0.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v1=a n x+a n-1,然后由内向外逐层计算一次多项式的值,即v2=v1x+a n-2,v3=v2x+a n-3,…v n=v n-1x+a0,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.上述方法称为秦九韶算法.直到今天,这种算法仍是多项式求值比较先进的算法.(3)计算机的一个很重要的特点就是运算速度快,但即便如此,算法好坏的一个重要标志仍然是运算的次数.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的算法.应用示例例1 已知一个5次多项式为f (x )=5x 5+2x 4+3.5x 3-2.6x 2+1.7x-0.8,用秦九韶算法求这个多项式当x=5时的值.解:根据秦九韶算法,把多项式改写成如下形式: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时的值:v 0=5;v 1=5×5+2=27;v 2=27×5+3.5=138.5;v 3=138.5×5-2.6=689.9;v 4=689.9×5+1.7=3 451.2;v 5=3 415.2×5-0.8=17 255.2;所以,当x=5时,多项式的值等于17 255.2.算法分析:观察上述秦九韶算法中的n 个一次式,可见v k 的计算要用到v k-1的值,若令v 0=a n ,我们可以得到下面的公式:⎩⎨⎧=+==--).,,2,1(,10n k a x v v a v k n k kn Λ 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.算法步骤如下:第一步,输入多项式次数n 、最高次的系数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.程序框图如下图:程序:INPUT “n=”;nINPUT “an=”;aINPUT “x=”;xv=ai=n-1WHILE i>=0PRINT “i=”;iINPUT “ai=”;av=v*x+ai=i-1WENDPRINT vEND点评:本题是古老算法与现代计算机语言的完美结合,详尽介绍了思想方法、算法步骤、程序框图和算法语句,是一个典型的算法案例.变式训练请以5次多项式函数为例说明秦九韶算法,并画出程序框图.解:设f(x)=a5x5+a4x4+a3x3+a2x2+a1x+a0首先,让我们以5次多项式一步步地进行改写:f(x)=(a5x4+a4x3+a3x2+a2x+a1)x+a0=((a5x3+a4x2+ a3x+a2)x+a1)x+a0=(((a5x2+a4x+ a3)x+a2)x+a1)x+a0=((((a5x+a4)x+ a3)x+a2)x+a1)x+a0.上面的分层计算,只用了小括号,计算时,首先计算最内层的括号,然后由里向外逐层计算,直到最外层的括号,然后加上常数项即可.程序框图如下图:例2 已知n次多项式P n(x)=a0x n+a1x n-1+…+a n-1x+a n,如果在一种算法中,计算k x(k=2,3,4,…,n)的值需要k-1次乘法,计算P3(x0)的值共需要9次运算(6次乘法,3次加法),那么计算P10(x0)的值共需要__________次运算.下面给出一种减少运算次数的算法:P0(x)=a0,P k+1(x)=xP k(x)+a k+1(k=0,1,2,…,n -1).利用该算法,计算P3(x0)的值共需要6次运算,计算P10(x0)的值共需要___________次运算.答案:65 20点评:秦九韶算法适用一般的多项式f(x)=a n x n+a n-1x n-1+…+a1x+a0的求值问题.直接法乘法运算的次数最多可到达2)1(nn,加法最多n次.秦九韶算法通过转化把乘法运算的次数减少到最多n次,加法最多n次.例3 已知多项式函数f(x)=2x5-5x4-4x3+3x2-6x+7,求当x=5时的函数的值.解析:把多项式变形为:f(x)=2x5-5x4-4x3+3x2-6x+7=((((2x-5)x-4)x+3)x-6)x+7.计算的过程可以列表表示为:最后的系数2 677即为所求的值.算法过程:v0=2;v1=2×5-5=5;v2=5×5-4=21;v3=21×5+3=108;v4=108×5-6=534;v5=534×5+7=2 677.点评:如果多项式函数中有缺项的话,要以系数为0的项补齐后再计算.知能训练当x=2时,用秦九韶算法求多项式f(x)=3x5+8x4-3x3+5x2+12x-6的值.解法一:根据秦九韶算法,把多项式改写成如下形式:f(x)=((((3x+8)x-3)x+5)x+12)x-6.按照从内到外的顺序,依次计算一次多项式当x=2时的值.v0=3;v1=v0×2+8=3×2+8=14;v2=v1×2-3=14×2-3=25;v3=v2×2+5=25×2+5=55;v4=v3×2+12=55×2+12=122;v5=v4×2-6=122×2-6=238.∴当x=2时,多项式的值为238.解法二:f(x)=((((3x+8)x-3)x+5)x+12)x-6,则f(2)=((((3×2+8)×2-3)×2+5)×2+12)×2-6=238.拓展提升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.解:f(x)=((((((7x+6)+5)x+4)x+3)x+2)x+1)xv0=7;v1=7×3+6=27;v2=27×3+5=86;v3=86×3+4=262;v4=262×3+3=789;v5=789×3+2=2 369;v6=2 369×3+1=7 108;v7=7 108×3+0=21 324.∴f(3)=21 324.课堂小结1.秦九韶算法的方法和步骤.2.秦九韶算法的计算机程序框图.作业已知函数f(x)=x3-2x2-5x+8,求f(9)的值.解:f(x)=x3-2x2-5x+8=(x2-2x-5)x+8=((x-2)x-5)x+8∴f(9)=((9-2)×9-5)×9+8=530.设计感想古老的算法散发浓郁的现代气息,这是一节充满智慧的课.本节主要介绍了秦九韶算法.通过对秦九韶算法的学习,对算法本身有哪些进一步的认识?教师引导学生思考、讨论、概括,小结时要关注如下几点:(1)算法具有通用的特点,可以解决一类问题;(2)解决同一类问题,可以有不同的算法,但计算的效率是不同的,应该选择高效的算法;(3)算法的种类虽多,但三种逻辑结构可以有效地表达各种算法等等.第3课时案例3 进位制导入新课情境导入在日常生活中,我们最熟悉、最常用的是十进制,据说这与古人曾以手指计数有关,爱好天文学的古人也曾经采用七进制、十二进制、六十进制,至今我们仍然使用一周七天、一年十二个月、一小时六十分的历法.今天我们来学习一下进位制.推进新课新知探究提出问题(1)你都了解哪些进位制?(2)举出常见的进位制.(3)思考非十进制数转换为十进制数的转化方法.(4)思考十进制数转换成非十进制数及非十进制之间的转换方法.活动:先让学生思考或讨论后再回答,经教师提示、点拨,对回答正确的学生及时表扬,对回答不准确的学生提示引导考虑问题的思路.讨论结果:(1)进位制是人们为了计数和运算方便而约定的计数系统,约定满二进一,就是二进制;满十进一,就是十进制;满十二进一,就是十二进制;满六十进一,就是六十进制等等.也就是说:“满几进一”就是几进制,几进制的基数(都是大于1的整数)就是几.(2)在日常生活中,我们最熟悉、最常用的是十进制,据说这与古人曾以手指计数有关,爱好天文学的古人也曾经采用七进制、十二进制、六十进制,至今我们仍然使用一周七天、一年十二个月、一小时六十分的历法.(3)十进制使用0~9十个数字.计数时,几个数字排成一行,从右起,第一位是个位,个位上的数字是几,就表示几个一;第二位是十位,十位上的数字是几,就表示几个十;接着依次是百位、千位、万位……例如:十进制数3 721中的3表示3个千,7表示7个百,2表示2个十,1表示1个一.于是,我们得到下面的式子:3 721=3×103+7×102+2×101+1×100.与十进制类似,其他的进位制也可以按照位置原则计数.由于每一种进位制的基数不同,所用的数字个数也不同.如二进制用0和1两个数字,七进制用0~6七个数字.一般地,若k是一个大于1的整数,那么以k为基数的k进制数可以表示为一串数字连写在一起的形式a n a n-1…a1a0(k)(0<a n<k,0≤a n-1,…,a1,a0<k).其他进位制的数也可以表示成不同位上数字与基数的幂的乘积之和的形式,如110 011(2)=1×25+1×24+0×23+0×22+1×21+1×20,7 342(8)=7×83+3×82+4×81+2×80.非十进制数转换为十进制数比较简单,只要计算下面的式子值即可:a n a n-1…a1a0(k)=a n×k n+a n-1×k n-1+…+a1×k+a0.第一步:从左到右依次取出k进制数a n a n-1…a1a0(k)各位上的数字,乘以相应的k的幂,k的幂从n开始取值,每次递减1,递减到0,即a n×k n,a n-1×k n-1,…,a1×k,a0×k0;第二步:把所得到的乘积加起来,所得的结果就是相应的十进制数.(4)关于进位制的转换,教科书上以十进制和二进制之间的转换为例讲解,并推广到十进制和其他进制之间的转换.这样做的原因是,计算机是以二进制的形式进行存储和计算数据的,而一般我们传输给计算机的数据是十进制数据,因此计算机必须先将十进制数转换为二进制数,再处理,显然运算后首次得到的结果为二进制数,同时计算机又把运算结果由二进制数转换成十进制数输出.1°十进制数转换成非十进制数把十进制数转换为二进制数,教科书上提供了“除2取余法”,我们可以类比得到十进制数转换成k进制数的算法“除k取余法”.2°非十进制之间的转换一个自然的想法是利用十进制作为桥梁.教科书上提供了一个二进制数据与16进制数据之间的互化的方法,也就是先由二进制数转化为十进制数,再由十进制数转化成为16进制数.应用示例思路1例1 把二进制数110 011(2)化为十进制数.解:110 011(2)=1×25+1×24+0×23+0×22+1×21+1×20=1×32+1×16+1×2+1=51.点评:先把二进制数写成不同位上数字与2的幂的乘积之和的形式,再按照十进制的运算规则计算出结果.变式训练设计一个算法,把k进制数a(共有n位)化为十进制数b.算法分析:从例1的计算过程可以看出,计算k进制数a的右数第i位数字a i与k i-1的乘积a i·k i-1,再将其累加,这是一个重复操作的步骤.所以,可以用循环结构来构造算法.算法步骤如下:第一步,输入a,k和n的值.第二步,将b的值初始化为0,i的值初始化为1.第三步,b=b+a i·k i-1,i=i+1.第四步,判断i>n是否成立.若是,则执行第五步;否则,返回第三步.第五步,输出b的值.程序框图如下图:程序:INPUT “a,k,n=”;a,k,nb=0i=1t=a MOD 10DOb=b+t*k^(i-1)a=a\\10t=a MOD 10i=i+1LOOP UNTIL i>nPRINT bEND例2 把89化为二进制数.解:根据二进制数“满二进一”的原则,可以用2连续去除89或所得商,然后取余数.具体计算方法如下:因为89=2×44+1,44=2×22+0,22=2×11+0,11=2×5+1,5=2×2+1,2=2×1+0,1=2×0+1,所以89=2×(2×(2×(2×(2×2+1)+1)+0)+0)+1=2×(2×(2×(2×(22+1)+1)+0)+0)+1=…=1×26+0×25+1×24+1×23+0×22+0×21+1×20=1 011 001(2).这种算法叫做除2取余法,还可以用下面的除法算式表示:把上式中各步所得的余数从下到上排列,得到89=1 011 001(2).上述方法也可以推广为把十进制数化为k进制数的算法,称为除k取余法.变式训练设计一个程序,实现“除k取余法”.算法分析:从例2的计算过程可以看出如下的规律:若十制数a除以k所得商是q0,余数是r0,即a=k·q0+r0,则r0是a的k进制数的右数第1位数.若q0除以k所得的商是q1,余数是r1,即q0=k·q1+r1,则r1是a的k进制数的左数第2位数.……若q n-1除以k所得的商是0,余数是r n,即q n-1=r n,则r n是a的k进制数的左数第1位数.这样,我们可以得到算法步骤如下:第一步,给定十进制正整数a和转化后的数的基数k.第二步,求出a除以k所得的商q,余数r.第三步,把得到的余数依次从右到左排列.第四步,若q≠0,则a=q,返回第二步;否则,输出全部余数r排列得到的k进制数.程序框图如下图:程序:INPUT “a,k=”;a,kb=0i=0DOq=a\\kr=a MOD kb=b+r*10^ii=i+1a=qLOOP UNTIL q=0PRINT bEND思路2例1 将8进制数314 706(8)化为十进制数,并编写出一个实现算法的程序.解:314 706(8)=3×85+1×84+4×83+7×82+0×81+6×80=104 902.所以,化为十进制数是104 902.点评:利用把k进制数转化为十进制数的一般方法就可以把8进制数314 706(8)化为十进制数.例2 把十进制数89化为三进制数,并写出程序语句.解:具体的计算方法如下:89=3×29+2,29=3×9+2,9=3×3+0,3=3×1+0,1=3×0+1,所以:89(10)=10 022(3).点评:根据三进制数满三进一的原则,可以用3连续去除89及其所得的商,然后按倒序的顺序取出余数组成数据即可.知能训练将十进制数34转化为二进制数.分析:把一个十进制数转换成二进制数,用2反复去除这个十进制数,直到商为0,所得余数(从下往上读)就是所求.解:即34(10)=100 010(2)拓展提升把1 234(5)分别转化为十进制数和八进制数.解:1 234(5)=1×53+2×52+3×5+4=194.则1 234(5)=302(8)所以,1 234(5)=194=302(8)点评:本题主要考查进位制以及不同进位制数的互化.五进制数直接利用公式就可以转化为十进制数;五进制数和八进制数之间需要借助于十进制数来转化.课堂小结(1)理解算法与进位制的关系.(2)熟练掌握各种进位制之间转化.作业习题1.3A组3、4.设计感想计算机是以二进制的形式进行存储和计算数据的,而一般我们传输给计算机的数据是十进制数据,因此计算机必须先将十进制数转换为二进制数,再处理,显然运算后首次得到的结果为二进制数,同时,计算机又把运算结果由二进制数转换成十进制数输出.因此学好进位制是非常必要的,另外,进位制也是高考的重点,本节设置了多种题型供学生训练,所以这节课非常实用.第2课时导入新课思路1客观事物是相互联系的,过去研究的大多数是因果关系,但实际上更多存在的是一种非因果关系.比如说:某某同学的数学成绩与物理成绩,彼此是互相联系的,但不能认为数学是“因”,物理是“果”,或者反过来说.事实上数学和物理成绩都是“果”,而真正的“因”是学生的理科学习能力和努力程度.所以说,函数关系存在着一种确定性关系,但还存在着另一种非确定性关系——相关关系.为表示这种相关关系,我们接着学习两个变量的线性相关——回归直线及其方程.思路2某小卖部为了了解热茶销售量与气温之间的关系,随机统计并制作了某6天卖出热茶的杯数与当天气温的对照表:气温/℃261813104-1杯数202434385064接着学习两个变量的线性相关——回归直线及其方程.推进新课新知探究提出问题(1)作散点图的步骤和方法?(2)正、负相关的概念?(3)什么是线性相关?(4)看人体的脂肪百分比和年龄的散点图,当人的年龄增加时,体内脂肪含量到底是以什么方式增加的呢?(5)什么叫做回归直线?(6)如何求回归直线的方程?什么是最小二乘法?它有什么样的思想?(7)利用计算机如何求回归直线的方程?(8)利用计算器如何求回归直线的方程?活动:学生回顾,再思考或讨论,教师及时提示指导.讨论结果:(1)建立相应的平面直角坐标系,将各数据在平面直角坐标中的对应点画出来,得到表示两个变量的一组数据的图形,这样的图形叫做散点图.(a.如果所有的样本点都落在某一函数曲线上,就用该函数来描述变量之间的关系,即变量之间具有函数关系.b.如果所有的样本点都落在某一函数曲线附近,变量之间就有相关关系.c.如果所有的样本点都落在某一直线附近,变量之间就有线性相关关系)(2)如果散点图中的点散布在从左下角到右上角的区域内,称为正相关.如果散点图中的点散布在从左上角到右下角的区域内,称为负相关.(3)如果所有的样本点都落在某一直线附近,变量之间就有线性相关的关系.(4)大体上来看,随着年龄的增加,人体中脂肪的百分比也在增加,呈正相关的趋势,我们可以从散点图上来进一步分析.(5)如下图:从散点图上可以看出,这些点大致分布在通过散点图中心的一条直线附近.如果散点图中点的分布从整体上看大致在一条直线附近,我们就称这两个变量之间具有线性相关关系,这条直线叫做回归直线(regression line).如果能够求出这条回归直线的方程(简称回归方程),那么我们就可以比较清楚地了解年龄与体内脂肪含量的相关性.就像平均数可以作为一个变量的数据的代表一样,这条直线可以作为两个变量具有线性相关关系的代表.(6)从散点图上可以发现,人体的脂肪百分比和年龄的散点图,大致分布在通过散点图中心的一条直线.那么,我们应当如何具体求出这个回归方程呢?有的同学可能会想,我可以采用测量的方法,先画出一条直线,测量出各点与它的距离,然后移动直线,到达一个使距离的和最小的位置,测量出此时的斜率和截距,就可得到回归方程了.但是,这样做可靠吗?有的同学可能还会想,在图中选择这样的两点画直线,使得直线两侧的点的个数基本相同.同样地,这样做能保证各点与此直线在整体上是最接近的吗?还有的同学会想,在散点图中多取几组点,确定出几条直线的方程,再分别求出各条直线的斜率、截距的平均数,将这两个平均数当成回归方程的斜率和截距.同学们不妨去实践一下,看看这些方法是不是真的可行?(学生讨论:1.选择能反映直线变化的两个点.2.在图中放上一根细绳,使得上面和下面点的个数相同或基本相同.3.多取几组点对,确定几条直线方程.再分别算出各个直线方程斜率、截距的算术平均值,作为所求直线的斜率、截距.)教师:分别分析各方法的可靠性.如下图:上面这些方法虽然有一定的道理,但总让人感到可靠性不强.实际上,求回归方程的关键是如何用数学的方法来刻画“从整体上看,各点与此直线的距离最小”.人们经过长期的实践与研究,已经得出了计算回归方程的斜率与截距的一般公式。