人教版高中数学必修3教材全套教案
人教高中必修3数学教案五篇

人教高中必修3数学教案五篇本节课有利于学生动手试验、合作探究能力的提升,有助于提高学生发现问题、解决问题的能力,有助于增强学生数学知识在实际问题中的应用。
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人教高中必修3数学教案1教学目标(1)了解算法的含义,体会算法思想.(2)会用自然语言和数学语言描述简单具体问题的算法;(3)学习有条理地、清晰地表达解决问题的步骤,培养逻辑思维能力与表达能力教学重难点重点:算法的含义、解二元一次方程组的算法设计.难点:把自然语言转化为算法语言.情境导入电影《神枪手》中描述的凌靖是一个天生的狙击手,他百发百中,最难打的位置对他来说也是轻而易举,是香港警察狙击手队伍的第一神枪手.作为一名狙击手,要想成功地完成一次狙击任务,一般要按步骤完成以下几步:第一步:观察、等待目标出现(用望远镜或瞄准镜);第二步:瞄准目标;第三步:计算(或估测)风速、距离、空气湿度、空气密度;第四步:根据第三步的结果修正弹着点;第五步:开枪;第六步:迅速转移(或隐蔽).以上这种完成狙击任务的方法、步骤在数学上我们叫算法.●课堂探究预习提升1.定义: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,或者看成按照要求设计好的有限的确切的计算序列,并且这样的步骤或序列能够解决一类问题.2.描述方式自然语言、数学语言、形式语言(算法语言)、框图.3.算法的要求(1)写出的算法,必须能解决一类问题,且能重复使用;(2)算法过程要能一步一步执行,每一步执行的操作,必须确切,不能含混不清,而且经过有限步后能得出结果.4.算法的特征(1)有限性:一个算法应包括有限的操作步骤,能在执行有穷的操作步骤之后结束.(2)确定性:算法的计算规则及相应的计算步骤必须是唯一确定的.(3)可行性:算法中的每一个步骤都是可以在有限的时间内完成的基本操作,并能得到确定的结果.(4)顺序性:算法从初始步骤开始,分为若干个明确的步骤,前一步是后一步的前提,后一步是前一步的后续,且除了最后一步外,每一个步骤只有一个确定的后续.(5)不唯一性:解决同一问题的算法可以是不唯一的.课堂典例讲练命题方向1 对算法意义的理解例1.下列叙述中,①植树需要运苗、挖坑、栽苗、浇水这些步骤;②按顺序进行下列运算:1+1=2,2+1=3,3+1=4,…99+1=100;③从青岛乘动车到济南,再从济南乘飞机到伦敦观看奥运会开幕式;④3x>x+1;⑤求所有能被3整除的正数,即3,6,9,12,….能称为算法的个数为( )A.2B.3C.4D.5【解析】根据算法的含义和特征:①②③都是算法;④⑤不是算法.其中④,3x>x+1不是一个明确的步骤,不符合明确性;⑤的步骤是无穷的,与算法的有限性矛盾.【答案】B[规律总结]1.正确理解算法的概念及其特点是解决问题的关键.2.针对判断语句是否是算法的问题,要看它的步骤是否是明确的和有效的,而且能在有限步骤之内解决这一问题.【变式训练】下列对算法的理解不正确的是________①一个算法应包含有限的步骤,而不能是无限的②算法可以理解为由基本运算及规定的运算顺序构成的完整的解题步骤③算法中的每一步都应当有效地执行,并得到确定的结果④一个问题只能设计出一个算法【解析】由算法的有限性指包含的步骤是有限的故①正确;由算法的明确性是指每一步都是确定的故②正确;由算法的每一步都是确定的,且每一步都应有确定的结果故③正确;由对于同一个问题可以有不同的算法故④不正确.【答案】④命题方向2 解方程(组)的算法例2.给出求解方程组的一个算法.[思路分析]解线性方程组的常用方法是加减消元法和代入消元法,这两种方法没有本质的差别,为了适用于解一般的线性方程组,以便于在计算机上实现,我们用高斯消元法(即先将方程组化为一个三角形方程组,再通过回代方程求出方程组的解)解线性方程组.[规范解答]方法一:算法如下:第一步,①×(-2)+②,得(-2+5)y=-14+11,即方程组可化为第二步,解方程③,可得y=-1,④第三步,将④代入①,可得2x-1=7,x=4,第四步,输出4,-1.方法二:算法如下:第一步,由①式可以得到y=7-2x,⑤第二步,把y=7-2x代入②,得x=4.第三步,把x=4代入⑤,得y=-1.第四步,输出4,-1.[规律总结]1.本题用了2种方法求解,对于问题的求解过程,我们既要强调对“通法、通解”的理解,又要强调对所学知识的灵活运用.2.设计算法时,经常遇到解方程(组)的问题,一般是按照数学上解方程(组)的方法进行设计,但应注意全面考虑方程解的情况,即先确定方程(组)是否有解,有解时有几个解,然后根据求解步骤设计算法步骤.【变式训练】【解】算法如下:S1,①+2×②得5x=1;③S2,解③得x=;S3,②-①×2得5y=3;④S4,解④得y=;命题方向3 筛选问题的算法设计例3.设计一个算法,对任意3个整数a、b、c,求出其中的最小值.[思路分析]比较a,b比较m与c―→最小数[规范解答]算法步骤如下:1.比较a与b的大小,若a2.比较m与c的大小,若m[规律总结]求最小(大)数就是从中筛选出最小(大)的一个,筛选过程中的每一步都是比较两个数的大小,保证了筛选的可行性,这种方法可以推广到从多个不同数中筛选出满足要求的一个.【变式训练】在下列数字序列中,写出搜索89的算法:21,3,0,9,15,72,89,91,93.[解析]1.先找到序列中的第一个数m,m=21;2.将m与89比较,是否相等,如果相等,则搜索到89;3.如果m与89不相等,则往下执行;4.继续将序列中的其他数赋给m,重复第2步,直到搜索到89.命题方向4 非数值性问题的算法例4.一个人带三只狼和三只羚羊过河,只有一条船,同船可以容一个人和两只动物,没有人在的时候,如果狼的数量不少于羚羊的数量,狼就会吃掉羚羊.(1)设计安全渡河的算法;(2)思考每一步算法所遵循的共同原则是什么?[解析](1)1.人带两只狼过河;2.人自己返回;3.人带一只狼过河;4.人自己返回;5.人带两只羚羊过河;6.人带两只狼返回;7.人带一只羚羊过河;8.人自己返回;9.人带两只狼过河.(2)在人运送动物过河的过程中,人离开岸边时必须保证每个岸边的羚羊的数目大于狼的数目.[规律总结]1.对于非数值性的问题,在设计算法时,应当先建立过程模型,也就是找到解决问题的方案,再把它细化为一步连接一步组成的步骤.从而设计出算法.2.首先应想到先运两只狼,这是唯一的首选步骤,只有这样才可避免狼吃羊,带过一只羊后,必须将狼带回来才行.【变式训练】两个大人和两个小孩一起渡河,渡口只有一条小船,每次只能渡一个大人或两个小孩,他们四人都会划船,但都不会游泳,他们如何渡河?请写出你的渡河方案及算法.[解析]因为一次只能渡过一个大人或两个小孩,而船还要回来渡其他人,所以只能让两个小孩先过河,渡河的方案算法为:1.两个小孩同船渡过河去;2.一个小孩划船回来;3.一个大人独自划船渡过河去;4.对岸的小孩划船回来;5.两个小孩再同船渡过河去;6.一个小孩划船回来;7.余下的一个大人独自划船渡过河去;8.对岸的小孩划船回来;9.两个小孩再同船渡过河去.课后习题1.以下对算法的描述正确的个数是()①对一类问题都有效;②对个别问题有效;③计算可以一步步地进行,每一步都有唯一的结果;④是一种通法,只要按部就班地做,总能得到结果.A.1个B.2个C.3个D.4个[答案]C[解析]①③④正确,均符合算法的概念与要求,②不正确.2.算法的有限性是指()A.算法的最后必包含输出B.算法中每个操作步骤都是可执行的C.算法的步骤必须有限D.以上说法均不正确[答案]C[解析]由算法的要求可知,应选C.3.下列语句中是算法的个数是()①从广州到北京旅游,先坐火车,再坐飞机抵达;②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1;③方程x2-1=0有两个实根;④求1+2+3+4的值,先计算1+2=3,再由3+3=6,6+4=10得最终结果10.A.1个B.2个C.3个D.4个[答案]C[分析]解答本题可先正确理解算法的概念及其特点,然后逐一验证每个语句是否正确.[解析]①中说明了从广州到北京的行程安排,完成任务;②中给出了一元一次方程这一类问题的解决方法;④中给出了求1+2+3+4的一个过程,最终得出结果.对于③,并没有说明如何去算,故①②④是算法,③不是算法.4.设计一个算法求方程5x+2y=22的正整数解,其最后输出的结果应为________.[答案](2,6),(4,1)[解析]因为求方程的正整数解,所以应将x从1开始输入,直到方程成立.x=2时,y==6;5.已知一个学生的语文成绩为89,数学成绩为96,外语成绩为99. 求它的总分和平均成绩的一个算法为:1.取A=89,B=96,C=99;2.____①____;3.____②____;4.输出D,E.[解析]求总分需将三个数相加,求平均分,另需让总分除以3即可.x=4时,y==1.[答案]①计算总分D=A+B+C ②计算平均成绩E=人教高中必修3数学教案2本章教材分析算法是数学及其应用的重要组成部分,是计算科学的重要基础.算法的应用是学习数学的一个重要方面.学生学习算法的应用,目的就是利用已有的数学知识分析问题和解决问题.通过算法的学习,对完善数学的思想,激发应用数学的意识,培养分析问题、解决问题的能力,增强进行实践的能力等,都有很大的帮助.本章主要内容:算法与程序框图、基本算法语句、算法案例和小结.教材从学生最熟悉的算法入手,通过研究程序框图与算法案例,使算法得到充分的应用,同时也展现了古老算法和现代计算机技术的密切关系.算法案例不仅展示了数学方法的严谨性、科学性,也为计算机的应用提供了广阔的空间.让学生进一步受到数学思想方法的熏陶,激发学生的学习热情.在算法初步这一章中让学生近距离接近社会生活,从生活中学习数学,使数学在社会生活中得到应用和提高,让学生体会到数学是有用的,从而培养学生的学习兴趣.“数学建模”也是高考考查重点.本章还是数学思想方法的载体,学生在学习中会经常用到“算法思想” “转化思想”,从而提高自己数学能力.因此应从三个方面把握本章:(1)知识间的联系;(2)数学思想方法;(3)认知规律.本章教学时间约需12课时,具体分配如下(仅供参考):1.1.1 算法的概念约1课时1.1.2 程序框图与算法的基本逻辑结构约4课时1.2.1 输入语句、输出语句和赋值语句约1课时1.2.2 条件语句约1课时1.2.3 循环语句约1课时1.3算法案例约3课时本章复习约1课时1.1 算法与程序框图1.1.1 算法的概念整体设计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.课时安排1课时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= .第三步,②-①×2,得5y=3.④第四步,解④,得y= .第五步,得到方程组的解为(3)用代入消元法解二元一次方程组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= .⑤第四步,把⑤代入③,得x=2× -1= .第五步,得到方程组的解为(4)对于一般的二元一次方程组其中a1b2-a2b1≠0,可以写出类似的求解步骤:第一步,①×b2-②×b1,得(a1b2-a2b1)x=b2c1-b1c2.③第二步,解③,得x= .第三步,②×a1-①×a2,得(a1b2-a2b1)y=a1c2-a2c1.④第四步,解④,得y= .第五步,得到方程组的解为(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.点评:上述算法有很大的局限性,用上述算法判断35是否为质数还可以,如果判断1997是否为质数就麻烦了,因此,我们需要寻找普适性的算法步骤.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x2-2=0 (x>0)的近似解的算法.分析:令f(x)=x2-2,则方程x2-2=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.[来源:学&科&网Z&X&X&K] 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= .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.a b |a-b|1 2 11 1.5 0.51.25 1.5 0.251.375 1.5 0.1251.375 1.437 5 0.062 51.406 25 1.437 5 0.031 251.406 25 1.421 875 0.015 6251.414 062 5 1.421 875 0.007 812 51.414 062 5 1.417 968 75 0.003 906 25于是,开区间(1.414 062 5,1.417 968 75)中的实数都是当精确度为0.005时的原方程的近似解.实际上,上述步骤也是求的近似值的一个算法.点评:算法一般是机械的,有时需要进行大量的重复计算,只要按部就班地去做,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……思路2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.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.例2 喝一杯茶需要这样几个步骤:洗刷水壶、烧水、洗刷茶具、沏茶.问:如何安排这几个步骤?并给出两种算法,再加以比较.分析:本例主要为加深对算法概念的理解,可结合生活常识对问题进行分析,然后解决问题.解:算法一:第一步,洗刷水壶.第二步,烧水.第三步,洗刷茶具.第四步,沏茶.算法二:第一步,洗刷水壶.第二步,烧水,烧水的过程当中洗刷茶具.第三步,沏茶.点评:解决一个问题可有多个算法,可以选择其中最优的、最简单的、步骤尽量少的算法.上面的两种算法都符合题意,但是算法二运用了统筹方法的原理,因此这个算法要比算法一更科学.例3 写出通过尺轨作图确定线段AB一个5等分点的算法.分析: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.解: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,在射线上沿AC的方向截取线段CE=AC.第四步,在射线上沿AC的方向截取线段EF=AC.第五步,在射线上沿AC的方向截取线段FG=AC.第六步,在射线上沿AC的方向截取线段GD=AC,那么线段AD=5AC.第七步,连结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:用算法解决几何问题能很好地训练学生的思维能力,并能帮助我们得到解决几何问题的一般方法,可谓一举多得,应多加训练.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.点评: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=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.设计感想本节的引入精彩独特,让学生在感兴趣的故事里进入本节的学习.算法是本章的重点也是本章的基础,是一个较难理解的概念.为了让学生正确理解这一概念,本节设置了大量学生熟悉的事例,让学生仔细体会反复训练.本节的事例有古老的经典算法,有几何算法等,因此这是一节很好的课例.人教高中必修3数学教案3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:一、复习准备:1. 试用秦九韶算法求多项式52()42f_x=-+当3x=时的值,分析此过程共需多少次乘法运算?多少次加法运算?2. 提问:生活中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,旧式的秤是十六进制的,计算一打数值时是12。
人教版高中数学必修第三册全册WORD讲义《导学案》

8.1.1向量数量积的概念(教师独具内容)课程标准:1.通过物理中功等实例,理解平面向量数量积的概念及其物理意义,会计算平面向量的数量积.2.通过几何直观,了解平面向量投影的概念以及投影向量的意义.3.会用数量积判断两个平面向量的垂直关系.教学重点:平面向量数量积的含义及几何意义.教学难点:向量的投影及数量积的几何意义.知识点一两个向量的夹角(1)定义:给定两个01非零向量a,b(如图所示),在平面内任选一点O,作OA→=a,OB→=b,则称02[0,π]内的∠AOB为向量a与向量b的夹角,记作03〈a,b〉.(2)根据向量夹角的定义可知,两个非零向量的夹角是唯一确定的,而且040≤〈a,b〉≤π,〈a,b〉=05〈b,a〉.时,称向量a与向量b垂直,记作07a⊥b.在(3)垂直:当〈a,b〉=06π2讨论垂直问题时,规定08零向量与任意向量垂直.知识点二向量数量积(内积)的定义一般地,当a与b都是非零向量时,称01|a||b|cos〈a,b〉为向量a与b的数量积(也称为内积),记作a·b,即a·b=02|a||b|cos〈a,b〉.由定义可知,两个非零向量a与b的数量积是一个实数.知识点三平面向量的数量积的性质(1)当e是单位向量时,因为|e|=1,所以a·e=01|a|·cos〈a,e〉.(2)a⊥b⇔02a·b=0.(3)a·a=03|a|2,即04|a|=a·a.(4)cos〈a,b〉=05a·b(|a||b|≠0).|a||b|(5)|a·b|06≤|a||b|,当且仅当a∥b时等号成立.知识点四向量的投影如图1,设非零向量AB→=a,过A,B分别作直线l的垂线,垂足分别为A′,B′,则称向量为向量a在直线l上的01投影向量或投影.类似地,给定平面上的一个非零向量b,设b所在的直线为l,则a在直线l 上的投影称为a在向量b上的02投影.如图2中,向量a在向量b上的投影为03.可以看出,一个向量在一个非零向量上的投影,一定与这个非零向量04共线,但它们的方向既有可能05相同,也有可能06相反.知识点五向量数量积的几何意义如图(1)(2)(3)所示.当〈a ,b 〉<π2时,A ′B ′→的方向与b 的方向01相同,而且||=02|a |cos〈a ,b 〉;当〈a ,b 〉=π2时,为零向量,即||=030;当〈a ,b 〉>π2时,的方向与b 的方向04相反,而且||=05-|a |cos 〈a ,b 〉.一般地,如果a ,b 都是非零向量,则称06|a |cos 〈a ,b 〉为向量a 在向量b 上的投影的数量.投影的数量与投影的长度有关,但是投影的数量既可能是07非负数,也可能是08负数.两个非零向量a ,b 的数量积a ·b ,等于a 在向量b 上的投影的数量与b 的模的乘积.这就是两个向量数量积的几何意义.1.a 在b 方向上的投影的数量也可以写成a ·b|b |,它的符号取决于角θ的余弦值.2.在运用数量积公式解题时,一定要注意两向量夹角的范围是0°≤θ≤180°.3.a ·b 的符号与a 与b 的夹角θ的关系设两个非零向量a与b的夹角为θ,则(1)若a·b>0⇔θ为锐角或零角.当θ=0°时,a与b共线同向,a·b>0.或a与b中至少有一个为0.(2)a·b=0⇔θ=π2(3)a·b<0⇔θ为钝角或平角,当θ=180°时,a与b共线反向,a·b<0.特别注意a,b共线同向与共线反向的特殊情况,即a·b>0(<0),向量夹角不一定为锐角(钝角).4.向量的数量积a·b=|a||b|cosθ的主要应用(1)利用公式求数量积,应先求向量的模,正确求出向量的夹角(向量的夹角由向量的方向确定).求夹角,应正确求出两个整体:数量积a·b与模(2)利用公式变式cosθ=a·b|a||b|积|a||b|,同时注意θ∈[0,π].(3)利用a·b=0证明垂直问题.1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若a·b=0,则a⊥b.()(2)两个向量的数量积是一个向量.()(3)当a∥b时,|a·b|=|a||b|.()答案(1)√(2)×(3)√2.做一做(1)已知向量a与向量b的夹角为30°且|a|=3,则a在b上的投影的数量为____.(2)已知|a|=4,|b|=22,且a与b的夹角为135°,则a·b=____.(3)在直角坐标系xOy内,已知向量AB→与x轴和y轴正向的夹角分别为120°和30°,则BA→在x轴、y轴上的投影的数量分别为____和____.答案(1)32(2)-8(3)12|AB→|-32|AB→|题型一两个向量夹角的定义例1已知向量a,b的夹角为60°,试求下列向量的夹角:(1)-a,b;(2)2a,23b.[解]如图,由向量夹角的定义可知:(1)向量-a,b的夹角为120°.(2)向量2a,23b的夹角为60°.(1)向量的夹角是针对非零向量定义的.(2)注意向量的夹角是[0°,180°].(3)按照向量夹角的定义,只有两个向量的起点重合时所对应的角才是两向量的夹角,如图所示,∠BAC不是向量CA→与AB→的夹角,作AD→=CA→,则∠BAD才是向量CA→与AB→的夹角.|a|,求a-b与a的夹角.[跟踪训练1]已知向量a与b的夹角为60°且|b|=12解如图,作OA→=a,OB→=b,则∠BOA=60°,连接BA,则BA→=a-b.取OA的中点D,连接BD,∵|b|=1|a|,∴OD=OB=BD=DA,2∴∠BDO=60°=2∠BAO,∴∠BAO=30°.∴a-b与a的夹角为30°.题型二向量数量积的定义例2(1)已知|a|=5,|b|=2,若①a∥b;②a⊥b;③a与b的夹角为30°,分别求a·b.(2)已知|a|=4,|b|=2,b2-a2=3a·b,求向量a与向量b的夹角.[解](1)①当a∥b时,若a与b同向,则它们的夹角为0°,∴a·b=|a||b|cos0°=5×2×1=10;若a与b反向,则它们的夹角为180°,∴a·b=|a||b|cos180°=5×2×(-1)=-10.②当a⊥b时,则它们的夹角为90°,∴a ·b =|a ||b |cos90°=5×2×0=0.③当a 与b 的夹角为30°时,a ·b =|a ||b |cos30°=5×2×32=53.(2)由题意,得4-16=3a ·b ,∴a ·b =-4,∴cos 〈a ,b 〉=a ·b |a ||b |=-12,向量a 与向量b 的夹角为120°.1.求向量数量积的一般步骤及注意事项(1)确定向量的模和夹角,根据定义求出数量积.(2)a 与b 垂直当且仅当a ·b =0.(3)非零向量a 与b 共线当且仅当a ·b =±|a ||b |.2.求向量夹角的一般步骤及注意事项(1)确定向量的模和数量积,根据夹角公式求出向量夹角的余弦值.(2)注意向量夹角的范围为[0,π],从而确定夹角的大小.[跟踪训练2](1)已知|a |=4,|b |=5,向量a 与b 的夹角θ=π3,求a ·b .(2)已知向量a ,b 满足|a |=1,|b |=4,且a ·b =2,求a 与b 的夹角.解(1)a ·b =|a ||b |cos θ=4×5×12=10.(2)设a 与b 的夹角为θ,cos θ=a ·b |a ||b |=21×4=12,又因为θ∈[0,π],所以θ=π3.题型三向量的投影例3已知直线l ,(1)|OA →|=4,〈OA→,l 〉=60°,求OA →在l 上的投影的数量OA 1;(2)|OB →|=4,〈OB →,l 〉=90°,求OB →在l 上的投影的数量OB 1;(3)|OC→|=4,〈OC→,l〉=120°,求OC→在l上的投影的数量OC1.=2.[解](1)OA1=4cos60°=4×12(2)OB1=4cos90°=4×0=0.(3)OC1=4cos120°=4 2.对向量投影的理解从定义上看,向量b在直线(或非零向量)上的投影是一个向量,投影的数量可正、可负、可为零.(1)当θ(2)当θ(3)当θ=0时,该数量为|b|.(4)当θ=π时,该数量为-|b|.注意:此处b为非零向量.时,该数量为0.(5)当θ=π2时,a在e方向[跟踪训练3]已知|a|=8,e为单位向量,当它们的夹角为π3上的投影的数量为()A.43B.4C.42D.8+32答案B解析因为a在e方向上的投影的数量为|a|cosπ=4,故选B.3题型四向量数量积的几何意义及应用例4(1)已知|b |=3,a 在b 方向上的投影的数量是32,则a ·b 为()A .3 B.92C .2D.12(2)如图,四边形ABCD 为直角梯形,AB ∥CD ,AB ⊥AD ,且AB =2DC =4.E 为腰BC 上的动点.求AE→·AB →的取值范围.[解析](1)设a 与b 的夹角为θ,a ·b =|a ||b |cos θ=|b ||a |cos θ=3×32=92.(2)如图,过E 作EE ′⊥AB ,垂足为E ′,过C 作CC ′⊥AB ,垂足为C ′.则AE →在AB →上的投影为AE ′→,∴AE →在AB →上的投影的数量为|AE ′→|,由向量数量积的几何意义知AE →·AB →=|AE ′→||AB →|=4|AE ′→|.∵E 在腰BC 上运动,∴点E ′在线段C ′B 上运动,∴|AC ′→|≤|AE ′→|≤|AB→|,∴2≤|AE ′→|≤4,∴8≤4|AE ′→|≤16,∴AE→·AB→的取值范围是[8,16].[答案](1)B(2)见解析利用向量数量积的几何意义求两向量的数量积需明确两个关键点:相关向量的模和一个向量在另一向量方向上的投影的数量,代入向量数量积的公式即可.利用向量数量积判断几何图形形状或解决最值范围问题时,常结合图形直观分析得到结果.[跟踪训练4](1)若E,F,G,H分别为四边形ABCD所在边的中点,且(AB→+BC→)·(BC→+CD→)=0,则四边形EFGH是()A.梯形B.菱形C.矩形D.正方形(2)已知a·b=16,若a在b方向上的投影的数量为4,则|b|=____.答案(1)C(2)4解析(1)因为(AB→+BC→)·(BC→+CD→)=0,所以AC→·BD→=0,所以AC→⊥BD→.又因为E,F,G,H分别为四边形ABCD所在边的中点,所以四边形EFGH的两组对边分别与AC,BD平行,且EF⊥EH,所以四边形EFGH为矩形.(2)设a与b的夹角为θ,因为a·b=16,所以|a||b|cosθ=16.又a在b方向上的投影的数量为4,所以|a|cosθ=4,所以|b|=4.1.已知|a|=3,|b|=5,且a·b=12,则向量a在向量b上的投影的数量为()A.125B.3C.4D.5答案A解析设a与b的夹角为θ,则向量a在b上的投影的数量为|a|cosθ=a·b|b|=12 5.2.已知|a|=4,|b|=2,当它们之间的夹角为π3时,a·b=() A.43B.4C.83D.8答案B解析根据向量数量积的定义得a·b=|a||b|cos〈a,b〉=4×2×cosπ3=4.3.已知|a|=2|b|≠0,且关于x的方程x2+|a|x+a·b=0有实根,则a与b的夹角θ的取值范围是()A.0,π6 B.π3,πC.π3,2π3 D.π6,π答案B解析由题意可得,Δ=|a|2-4a·b≥0,∵|a|=2|b|,∴cosθ≤12θ∈π3,π.故选B.4.(多选)已知两个单位向量e1,e2的夹角为θ,则下列结论正确的是() A.e1在e2上的投影的数量为sinθB.e21=e22C.任给θ∈[0,π],(e1+e2)⊥(e1-e2)D.不存在θ,使e1·e2=2答案BCD解析对于A,因为e1,e2为单位向量,所以e1在e2上的投影的数量为|e1|cosθ=cosθ,A错误;对于B,e21=e22=1,B正确;对于C,如图,设AB→=e1,AD→=e2,则易知四边形ABCD是菱形,AC⊥BD,即(e1+e2)⊥(e1-e2),C正确;对于D,e1·e2=1×1×cosθ=cosθ≤1,所以D正确.5.在△ABC中,已知|AB→|=|AC→|=6,且AB→·AC→=18,则△ABC的形状是____.答案等边三角形解析∵AB→·AC→=|AB→||AC→|cos∠BAC,∴cos∠BAC=12,∴∠BAC=60°.又|AB→|=|AC→|,∴△ABC为等边三角形.一、选择题1.若|a|=2,|b|=12,〈a,b〉=60°,则a·b等于()A.1 2B.1 4C.1D.2答案A解析a·b=|a||b|cos〈a,b〉=2×12×12=12.2.在Rt△ABC中,角C=90°,AC=4,则AB→·AC→等于()A.-16B.-8C.8D.16答案D解析解法一:∵AB→·AC→=|AB→||AC→|cos A,△ACB为直角三角形,∴AB→·AC→=|AB→|·|AC→|·|AC→||AB→|=|AC→|2=16.故选D.解法二:∵△ACB为直角三角形,∴AB→在AC→上的投影为AC→,∴AB→·AC→=AC→2=16.故选D.3.向量a的模为10,它与x轴正方向的夹角为150°,则它在x轴正方向上的投影的数量为()A.-53B.5C.-5D.53答案A解析a在x轴正方向上的投影的数量为|a|cos150°=-53.4.已知向量a,b满足|a|=4,|a·b|≥10,则|a-2b|的最小值是()A.1B.2C.3D.4答案A解析设a,b的夹角为θ,因为|a·b|=4|b||cosθ|≥10,所以|b|≥104|cosθ|≥52,由向量形式的三角不等式得,|a-2b|≥||a|-|2b||=|2|b|-4|≥|2×52-4|=1.5.(多选)关于菱形ABCD的下列说法中,正确的是()A.AB→∥CD→B.(AB→+BC→)⊥(BC→+CD→)C.(AB→-AD→)·(BA→-BC→)=0D.AB→·AD→=BC→·CD→答案ABC解析∵四边形ABCD为菱形,∴AB∥CD,∴AB→∥CD→,A正确;∵对角线AC 与BD互相垂直,且AB→+BC→=AC→,BC→+CD→=BD→,∴AC→⊥BD→,即(AB→+BC→)⊥(BC→+CD→),B正确;∵AB→-AD→=DB→,BA→-BC→=CA→,∵DB→⊥CA→,即DB→·CA→=0,∴(AB→-AD→)·(BA→-BC→)=0,C正确;易知〈AB→,AD→〉=180°-〈BC→,CD→〉,且|AB→|=|AD→|=|BC→|=|CD→|,∴AB→·AD→=-BC→·CD→,D错误.故选ABC.二、填空题6.△ABC中,∠A,∠B,∠C的对边长分别为a,b,c,a=3,b=1,∠C=30°,则BC→·CA→等于____.答案-332解析BC→·CA→=|BC→||CA→|cos(180°-30°)=ab cos150°=-332.7.若|a|=2,b=-2a,则a·b=____.答案-8解析|b|=2|a|=4,且b与a反向,∴〈a,b〉=180°.∴a·b=|a||b|cos180°=2×4×(-1)=-8.8.给出下列命题:①若a=0,则对任一向量b,有a·b=0;②若a≠0,则对任意一个非零向量b,有a·b≠0;③若a≠0,a·b=0,则b=0;④若a·b=0,则a,b至少有一个为0;⑤若a≠0,a·b=a·c,则b=c;⑥若a·b=a·c,且b≠c,当且仅当a=0时成立.其中真命题为____.答案①解析由数量积的定义逐一判断可知,只有①正确.三、解答题9.已知正方形ABCD的边长为1,分别求:(1)AB→·CD→;(2)AB→·AD→;(3)AC→·DA→.解如图,(1)〈AB→,CD→〉=π,∴AB→·CD→=-1.(2)〈AB →,AD→〉=π2,∴AB →·AD →=0.(3)〈AC →,DA →〉=3π4,∴AC →·DA →=2×1×cos 3π4=-1.10.已知△ABC 的面积S 满足3≤S ≤3,且AB →·BC →=6,AB →与BC →的夹角为θ.求θ的取值范围.解∵AB→·BC →=|AB →||BC →|cos θ=6>0,∴cos θ>0,∴θ为锐角,如图,过C 作CD ⊥AB ,垂足为D ,则|CD |=|BC |sin θ.由题意,知AB→·BC →=|AB →||BC →|cos θ=6,①S =12|AB ||CD |=12|AB →||BC →|sin θ.②由②÷①得S 6=12tan θ,即3tan θ=S .∵3≤S ≤3,∴3≤3tan θ≤3,即33≤tan θ≤1.又θ为AB →与BC →的夹角,θ∈[0,π],∴θ∈π6,π4.1.(多选)已知△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,AH 为BC 边上的高,给出以下结论,其中正确的是()A.AH→·(AC→-AB→)=0B.AB→·BC→<0⇒△ABC为钝角三角形C.AC→·AH→|AH→|=c sin BD.BC→·(AC→-AB→)=a2答案ACD解析因为AC→-AB→=BC→,且AH⊥BC,所以AH→·(AC→-AB→)=0,故A正确;在△ABC中,由AB→·BC→<0,只能得出角B为锐角,不能判断出△ABC的形状,故B不正确;AH→|AH→|是AH→的单位向量,依据数量积的几何意义可知AC→·AH→|AH→|为AC→在AH→方向上的投影,为b sin C=c sin B,故C正确;因为AC→-AB→=BC→,所以BC→·(AC→-AB→)=|BC→|2=a2,故D正确.2.已知a,b是两个非零向量.(1)若|a|=3,|b|=4,|a·b|=6,求a与b的夹角;(2)若|a|=|b|=|a-b|,求a与a+b的夹角.解(1)∵a·b=|a||b|cos〈a,b〉,∴|a·b|=||a||b|cos〈a,b〉|=|a||b||cos〈a,b〉|=6.又|a|=3,|b|=4,∴|cos〈a,b〉|=6|a||b|=63×4=12,∴cos〈a,b〉=±12.∵〈a ,b 〉∈[0,π],∴a 与b 的夹角为π3或2π3.(2)如图所示,在平面内取一点O ,作OA→=a ,OB →=b ,以OA →,OB →为邻边作平行四边形OACB ,使|OA →|=|OB →|,所以四边形OACB 为菱形,OC 平分∠AOB ,这时OC→=a +b ,BA →=a -b .由于|a |=|b |=|a -b |,即|OA→|=|OB →|=|AB →|,所以∠AOC =π6,即a 与a +b 的夹角为π6.8.1.2向量数量积的运算律(教师独具内容)课程标准:理解掌握数量积的性质和运算律.教学重点:向量数量积的性质与运算律及其应用.教学难点:平面向量数量积的运算律的证明.知识点平面向量数量积的运算律已知向量a ,b ,c 与实数λ,则交换律a ·b =01b ·a结合律(λa)·b=02λ(a·b)=03a·(λb)分配律(a+b)·c=04a·c+b·c对向量数量积的运算律的几点说明(1)向量数量积不满足消去律:设a,b,c均为非零向量且a·c=b·c,不能得到a=b.事实上,如右图所示,OA→=a,OB→=b,OC→=c,AB⊥OC于D,可以看出,a,b在向量c上的投影分别为|a|cos∠AOD,|b|cos∠BOD,此时|b|cos∠BOD=|a|cos∠AOD=OD.即a·c=b·c.但很显然b≠a.(2)向量的数量积不满足乘法结合律:一般地,向量的数量积(a·b)c≠a(b·c),这是由于a·b,b·c都是实数,(a·b)c表示与c方向相同或相反的向量,a(b·c)表示与a方向相同或相反的向量,而a与c不一定共线.1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)对于向量a,b,c等式(a·b)·c=a·(b·c)恒成立.()(2)若a·b=a·c(a≠0),则b=c.()(3)(a+b)·(a-b)=a2-b2.()答案(1)×(2)×(3)√2.做一做(1)已知|a|=2,b在a上的投影的数量为-2,则a·(a-b)=____.(2)已知|a|=3,|b|=4,则(a+b)·(a-b)=____.(3)已知|a|=6,|b|=8,〈a,b〉=120°,则|a2-b2|=____,|a-b|=____,|a2+b2|=____.答案(1)8(2)-7(3)28237100题型一求向量的数量积例1已知|a|=2,|b|=3,a与b的夹角为120°,求:(1)a·b;(2)a2-b2;(3)(2a-b)·(a+3b).[解](1)a·b=|a||b|cos120°=2×3 3.(2)a2-b2=|a|2-|b|2=4-9=-5.(3)(2a-b)·(a+3b)=2a2+5a·b-3b2=2|a|2+5|a||b|cos120°-3|b|2=8-15-27=-34.求向量的数量积的两个关键点求向量的数量积时,需明确两个关键点:相关向量的模和夹角.若相关向量是两个或两个以上向量的线性运算,则需先利用向量数量积的运算律及多项式乘法的相关公式进行化简.[跟踪训练1]在边长为1的正三角形ABC中,设BC→=2BD→,CA→=3CE→,则AD→·BE→=____.答案-14解析由已知得AD→=12(AB→+AC→),AE→=23AC→,BE→=BA→+AE→=23AC→-AB→,所以AD→·BE→=12(AB→+AC→)·-=12×→|2-|AB→|2-13AB→·=1 2×1-13cos60°=-14.题型二求向量的夹角例2已知单位向量e1,e2的夹角为60°,求向量a=e1+e2,b=e2-2e1的夹角.[解]设a,b的夹角为θ,∵单位向量e1,e2的夹角为60°,∴e1·e2=|e1||e2|cos60°=12.∴a·b=(e1+e2)·(e2-2e1)=e1·e2+e22-2e21-2e1·e2=e22-2e21-e1·e2=1-2-12=-32,|a|=a2=(e1+e2)2=|e1|2+|e2|2+2e1·e2=1+1+1=3.|b|=b2=(e2-2e1)2=|e2|2-4e1·e2+4|e1|2=1+4-4×12=3.∴cosθ=a·b|a||b|=-323×3=-12.∵θ∈[0,π],∴θ=120°.求向量a,b夹角θ的思路(1)解题流程求|a|,|b|→计算a·b→计算cosθ=a·b|a||b|→结合θ∈[0,π],求出θ(2)解题思想:由于|a|,|b|及a·b都是实数,因此在涉及有关|a|,|b|及a·b的相应等式中,可用方程的思想求解(或表示)未知量.[跟踪训练2]已知|a|=3,|b|=5,|a+b|=7,求a·b及a与b的夹角.解∵|a+b|=7,∴(a+b)2=a2+2a·b+b2=|a|2+2a·b+|b|2=34+2a·b=49,∴a·b=152.设a与b的夹角为θ,则cosθ=a·b|a||b|=1523×5=12又θ∈[0,π],故a与b的夹角θ=60°.题型三求向量的模例3已知x=1是方程x2+|a|x+a·b=0的根,且a2=4,〈a,b〉=120°.求:(1)向量b的模;(2)向量2b+a的模.[解](1)∵a2=4,∴|a|2=4,即|a|=2.把x=1代入方程x2+|a|x+a·b=0,得1+|a|+a·b=0,∴a·b=-3,则a·b=|a||b|cos〈a,b〉=2|b|cos120°=-3,∴|b|=3.(2)(2b+a)2=4b2+a2+4a·b=4×9+4+4×(-3)=28,∴|2b+a|=27.极化恒等式求模长(1)两个结论①(a+b)2=a2+2a·b+b2;②(a+b)·(a-b)=a2-b2.证明:①(a+b)2=(a+b)·(a+b)=a·a+a·b+b·a+b·b=a2+2a·b+b2.②(a+b)·(a-b)=a·a-a·b+b·a-b·b=a2-b2.说明:下列结论也是成立的:(a-b)2=a2-2a·b+b2,(a+b)·(c+d)=a·c+a·d+b·c+b·d.(2)由上述结论,我们不难得到4a·b=(a+b)2-(a-b)2,即a·b=1[(a+b)2-(a-b)2].4我们把该恒等式称为“极化恒等式”.(3)应用向量数量积的运算律求向量的模的方法①求模问题一般转化为求模平方,与向量数量积联系,并灵活应用a2=|a|2,勿忘记开方.②一些常见的等式应熟记,如(a±b)2=a2±2a·b+b2,(a+b)(a-b)=a2-b2等.提醒:向量的模是非负实数;一个向量与自身的数量积等于它的模的平方.,求|a-b|,|a+b|.[跟踪训练3]已知|a|=|b|=5,向量a与b的夹角为π3解解法一:|a+b|=(a+b)2=a2+b2+2a·b=|a|2+|b|2+2|a||b|cos〈a,b〉=53.=52+52+2×5×5×cosπ3|a-b|=(a-b)2=a2+b2-2a·b=|a|2+|b|2-2|a||b|cos〈a,b〉=5.=52+52-2×5×5×cosπ3解法二:以a,b为邻边作▱ABCD,设AC,BD相交于点E,如图所示.∵|a|=|b|且∠DAB=π3,∴△ABD为正三角形,∴|a-b|=|DB→|=5,|a+b|=|AC→|=2|AE→|=2|AB→|2-|BE→|2=252-5 2253.题型四用向量数量积解决垂直问题例4已知平面上三个向量a,b,c的模均为1,它们相互之间的夹角为120°,求证:(a-b)⊥c.[证明]证法一:∵|a|=|b|=|c|=1,且a,b,c之间的夹角均为120°,∴(a-b)·c=a·c-b·c=|a||c|·cos120°-|b||c|cos120°=0.∴(a-b)⊥c.证法二:如图,设OA→=a,OB→=b,OC→=c,连接AB,AC,BC,三条线段围成正三角形ABC,O为△ABC的中心,∴OC ⊥AB.又BA→=a-b,∴(a-b)⊥c.要解决的问题是用向量表示,它往往对应一个几何图形;如果是几何的形式表示,它往往对应一个向量关系式.要善于发现这二者之间的关系,从一种形式转化为另一种形式,用哪种形式解决问题方便就选用哪种形式.[跟踪训练4]如图所示,在正方形ABCD 中,E ,F 分别是AB ,BC 的中点,求证:AF ⊥DE .证明设AD→=a ,AB →=b ,则|a |=|b |,a ·b =0,又DE→=DA →+AE →=-a +b 2,AF →=AB →+BF →=b +a 2,所以AF →·DE →a 12a 2-34a ·b +b 22=-12|a |2+12|b |2=0.故AF →⊥DE→,即AF ⊥DE .1.若向量a 的方向是正北方向,向量b 的方向是西偏南30°方向,且|a |=|b |=1,则(-3a )·(a +b )等于()A.32B .-32C.23D .-23答案B解析由题意知a 与b 的夹角为120°,∴a ·b =-12.∴(-3a )·(a +b )=-3a 2-3a ·b =-32.2.已知a ,b 均为单位向量,它们的夹角为60°,那么|a -b |等于()A.1 B.2C.3D.2答案A解析|a-b|=(a-b)2=a2+b2-2a·b=12+12-2·1·cos〈a,b〉=2-2cos60°=1.3.若O为△ABC所在平面内一点,且满足(OB→-OC→)·(OB→+OC→-2OA→)=0,则△ABC的形状为()A.正三角形B.直角三角形C.等腰三角形D.以上均不正确答案C解析由(OB→-OC→)·(OB→+OC→-2OA→)=0,得CB→·(AB→+AC→)=0,又CB→=AB→-AC→,∴(AB→-AC→)·(AB→+AC→)=0,即|AB→|2-|AC→|2=0.∴|AB→|=|AC→|.∴△ABC为等腰三角形.,则4.已知a,b,c为单位向量,且满足3a+λb+7c=0,a与b的夹角为π3实数λ=____.答案-8或5解析由3a+λb+7c=0,可得7c=-(3a+λb),则49c2=9a2+λ2b2+6λa·b.,即λ2+3λ-40由a,b,c为单位向量,得a2=b2=c2=1,则49=9+λ2+6λcosπ3=0,解得λ=-8或λ=5.5.已知|a|=4,|b|=3,(2a-3b)·(2a+b)=61,(1)求a与b的夹角θ;(2)求|a+b|和|a-b|.解(1)因为(2a-3b)·(2a+b)=61,所以4a2-4a·b-3b2=61,,所以4×42-4×4×3cosθ-3×32=61,cosθ=-12又因为θ∈[0,π],所以θ=120°.(2)因为|a+b|2=a2+2a·b+b2=16+2×4×3cos120°+9=13,所以|a+b|=13,同理可求得|a-b|=37.一、选择题1.已知向量a,b满足|a|=2,|b|=1,(a-b)·b=0,那么向量a与b的夹角为()A.30°B.45°C.60°D.90°答案C,解析由题意可得a·b-b2=0,设a与b的夹角为θ,则2cosθ=1,cosθ=12又θ∈[0,π],∴θ为60°.2.已知平面向量a,b满足|a|=3,|b|=2,a·b=-3,则|a+2b|=()A.1 B.7C.4+3D.27答案B解析根据题意,得|a+2b|=a2+4a·b+4b2=7.3.若AB →·BC →+AB →2=0,则△ABC 为()A .直角三角形B .钝角三角形C .锐角三角形D .等腰直角三角形答案A解析∵0=AB→·BC →+AB →2=AB →·(BC →+AB →)=AB →·AC →,∴AB →⊥AC →,∴∠BAC =90°.故选A.4.如图,O ,A ,B 是平面上的三点,C 为线段AB 的中点,向量OA→=a ,OB →=b ,设P 为线段AB 的垂直平分线上任意一点,向量OP →=p .若|a |=4,|b |=2,则p ·(a -b )=()A .1B .3C .5D .6答案D解析由题图知CP →⊥BA →,则CP →·BA →=0,p =OP→=OC →+CP →=12(OA →+OB →)+CP →,则p ·(a -b )=12(a +b )+CP →·(a -b )=12(a +b )·(a -b )+CP→·(a -b )=12(a 2-b 2)+CP →·BA →=12(|a |2-|b |2)+0=12×(42-22)=6.5.(多选)设a ,b ,c 是任意的非零向量,且它们相互不共线,则下列结论正确的是()A .a ·c -b ·c =(a -b )·cB .(b ·c )·a -(c ·a )·b 不与c 垂直C .|a |-|b |<|a -b |D .(3a +2b )·(3a -2b )=9|a |2-4|b |2答案ACD解析因为a ,b ,c 是任意的非零向量,且它们相互不共线,则由向量数量积的运算律,知A ,D 正确;由向量减法的三角形法则,知C 正确;因为[(b ·c )·a -(c ·a )·b ]·c =(b ·c )·(a ·c )-(c ·a )·(b ·c )=0.所以(b ·c )·a -(c ·a )·b 与c 垂直,B 错误.故选ACD.二、填空题6.若a ⊥b ,c 与a 及与b 的夹角均为60°,|a |=1,|b |=2,|c |=3,则(a +2b -c )2=____.答案11解析原式展开,得|a |2+4|b |2+|c |2+4|a ||b |cos90°-2|a ||c |cos60°-4|b ||c |cos60°=11.7.若非零向量a ,b 满足|a |=3|b |=|a +2b |,则a 与b 的夹角的余弦值为____.答案-13解析由|a |=3|b |,得|b ||a |=13.由|a |=|a +2b |,两边平方得|a |2=|a +2b |2=|a |2+4|b |2+4a ·b ,整理得a ·b =-|b |2.设a ,b 的夹角为θ,则cos θ=a ·b |a ||b |=-|b |2|a ||b |=-|b ||a |=-13.8.已知向量AB→与AC →的夹角为120°,且|AB →|=3,|AC →|=2.若AP →=λAB →+AC →,且AP→⊥BC →,则实数λ的值为____.答案712解析因为向量AB→与AC→的夹角为120°,且|AB→|=3,|AC→|=2,所以AB→·AC→=|AB→||AC→|cos120°=3×2 3.由AP→⊥BC→,得AP→·BC→=0,即AP→·BC→=(λAB→+AC→)·(AC→-AB→)=0,所以AC→2-λAB→2+(λ-1)AB→·AC→=0,即4-9λ-3(λ-1)=0,解得λ=7.12三、解答题9.已知|a|=4,|b|=8,a与b的夹角是120°.(1)计算|4a-2b|;(2)当k为何值时,(a+2b)⊥(k a-b).解由已知,得a·b=4×816.(1)∵(4a-2b)2=16a2-16a·b+4b2=16×16-16×(-16)+4×64=3×162,∴|4a-2b|=16 3.(2)若(a+2b)⊥(k a-b),则(a+2b)·(k a-b)=0.∴k a2+(2k-1)a·b-2b2=0,即16k-16(2k-1)-2×64=0,∴k=-7.10.如图,在△OAB中,点P为线段AB上的一个动点(不包含端点),且满足AP→=λPB→.(1)若λ=12,用向量OA →,OB →表示OP →;(2)若|OA→|=4,|OB →|=3,且∠AOB =60°,求OP →·AB →的取值范围.解(1)∵AP →=12PB →,∴OP →-OA →=12(OB →-OP →).∴32OP →=OA →+12OB →,即OP →=23OA →+13OB →.(2)OA→·OB →=|OA →||OB →|cos60°=6.∵AP→=λPB →,∴OP→-OA →=λ(OB →-OP →),(1+λ)OP →=OA →+λOB →,∴OP →=11+λOA →+λ1+λOB →.∵AB→=OB →-OA →,∴OP →·AB →+λ1+λOB OB →-OA →)=-11+λOA →2+λ1+λOB →2·OB →=-16+9λ+6-6λ1+λ=3λ-101+λ=3-131+λ.∵λ>0,∴3-131+λ∈(-10,3).∴OP→·AB →的取值范围是(-10,3).1.已知向量OA→与OB→的夹角为θ,|OA→|=2,|OB→|=1,OP→=tOA→,OQ→=(1-t)OB→,t∈R,|PQ→|在t=t0时取得最小值,当0<t0<15时,夹角θ的取值范围是()A.0,π3π3,π2C.π2,2π30,2π3答案C解析因为向量OA→与OB→的夹角为θ,|OA→|=2,|OB→|=1,所以OA→·OB→=2cosθ,由PQ→=OQ→-OP→=(1-t)OB→-tOA→,得|PQ→|2=PQ→2=(1-t)2OB→2-2t(1-t)·OA→·OB→+t2OA→2=(5+4cosθ)t2-(2+4cosθ)t+1,所以t0=1+2cosθ5+4cosθ,由0<1+2cosθ5+4cosθ<15,解得-1 2<cosθ<0,因为0≤θ≤π,所以π2<θ<2π3.故选C.2.平面四边形ABCD中,AB→=a,BC→=b,CD→=c,DA→=d,且a·b=b·c=c·d=d·a,试问四边形ABCD的形状.解∵AB→+BC→+CD→+DA→=0,即a+b+c+d=0,∴a+b=-(c+d),由上式可得(a+b)2=(c+d)2,即a2+2a·b+b2=c2+2c·d+d2.又a·b=c·d,故a2+b2=c2+d2.①同理可得a2+d2=b2+c2②由①②,得a2=c2,且b2=d2,即|a|=|c|,且|b|=|d|,也即AB=CD,且BC=DA.∴四边形ABCD为平行四边形.故AB→=-CD→,即a=-c,∴a·b=b·c=-a·b,即a·b=0,∴a⊥b,即AB→⊥BC→.综上知,四边形ABCD为矩形.8.1.3向量数量积的坐标运算(教师独具内容)课程标准:1.能用坐标表示平面向量的数量积,会表示两个平面向量的夹角.2.能用坐标表示平面向量垂直的条件.教学重点:平面向量数量积的坐标表示以及模、角度、垂直关系的坐标表示.教学难点:用坐标法处理模、角度、垂直问题.知识点一向量数量积的坐标运算已知a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a·b=01x1x2+y1y2,即两个向量的数量积等于02它们对应坐标乘积的和.知识点二向量的长度已知a=(x1,y1),则|a|=01x21+y21,即向量的长度等于02它的坐标平方和的算术平方根.知识点三两向量夹角的余弦设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则cos〈a,b〉=01x1x2+y1y2x21+y21x22+y22.知识点四两点间的距离如果A(x1,y1),B(x2,y2),则|AB→|=01(x2-x1)2+(y2-y1)2.知识点五用坐标表示两向量垂直设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a⊥b⇔01x1x2+y1y2=0.1.两个向量垂直的条件已知a=(x1,y1),b=(x2,y2),如果a⊥b,则x1x2+y1y2=0;反之,如果x1x2+y1y2=0,则a⊥b.运用向量垂直的条件,既可以判定两向量是否垂直,又可以由垂直关系去求参数.如果a⊥b,则向量(x1,y1)与(-y2,x2)平行.这是因为a⊥b,有x1x2+y1y2=0(*),当x2y2≠0时,(*)式可以表示为x1-y2=y1x2,即向量(x1,y1)与向量(-y2,x2)平行.对任意的实数k,向量k(-y2,x2)与向量(x2,y2)垂直.2.不等式|a·b|≤|a||b|的代数形式若a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a·b=x1x2+y1y2,|a |=x 21+y 21,|b |=x 22+y 22.由|a·b |≤|a ||b |得|x 1x 2+y 1y 2|≤x 21+y 21·x 22+y 22,当且仅当a ∥b ,即x 1y 2-x 2y 1=0时取等号,即不等式(x 1x 2+y 1y 2)2≤(x 21+y 21)(x 22+y 22)成立.1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若a =(1,1),b =(-2,2),则a·b =0.()(2)若a =(4,2),b =(6,m )且a ⊥b ,则m =-12.()(3)若a·b >0(a ,b 均为非零向量),则〈a ,b 〉为锐角.()答案(1)√(2)√(3)×2.做一做(1)已知向量a =(1,3),b =(3,1),则a 与b 夹角的大小为____.(2)已知a =(1,3),b =(-2,0),则|a +b |=____.(3)设a =(2,0),|b |=1,〈a ,b 〉=60°,则a·b =____.(4)已知a =(3,4),则与a 垂直的单位向量有________,与a 共线的单位向量有________.答案(1)π6(2)2(3)1-45,-35,-题型一向量数量积的坐标运算例1已知向量a 与b 同向,b =(1,2),a ·b =10,求:(1)向量a 的坐标;(2)若c=(2,-1),求(a·c)b.[解](1)∵a与b同向,且b=(1,2),∴a=λb=(λ,2λ)(λ>0).又a·b=10,∴λ+4λ=10,∴λ=2,∴a=(2,4).(2)∵a·c=2×2+(-1)×4=0,∴(a·c)b=0.(1)通过向量的坐标表示实现向量问题代数化,应注意与方程、函数等知识的联系.(2)向量问题的处理有两种思路:一种是纯向量式,另一种是坐标式,两者互相补充.[跟踪训练1]已知a=(2,-1),b=(3,-2),求(3a-b)·(a-2b).解解法一:(3a-b)·(a-2b)=3a2-7a·b+2b2.∵a·b=2×3+(-1)×(-2)=8,a2=22+(-1)2=5,b2=32+(-2)2=13,∴(3a-b)·(a-2b)=3×5-7×8+2×13=-15.解法二:∵a=(2,-1),b=(3,-2),∴3a-b=(6,-3)-(3,-2)=(3,-1),a-2b=(2,-1)-(6,-4)=(-4,3),∴(3a-b)·(a-2b)=3×(-4)+(-1)×3=-15.题型二向量的夹角问题例2已知a+b=(2,-8),a-b=(-8,16),求a与b的数量积及a与b的夹角的余弦值.[解]+b =(2,-8),-b =(-8,16),=(-3,4),=(5,-12).∴a ·b =(-3,4)·(5,-12)=(-3)×5+4×(-12)=-63.cos 〈a ,b 〉=a ·b |a ||b |=-63(-3)2+42×52+(-12)2=-635×13=-6365.∴a 与b 的夹角的余弦值为-6365.利用数量积求两向量夹角的步骤特别提醒:已知两个非零向量的坐标,就可以利用该公式求得两个向量的夹角,因为向量的夹角范围为[0,π],故不存在讨论角的终边所在象限的问题.[跟踪训练2]设向量a =(-2sin α,2cos α)(0≤α≤π),b =(-25,0),则a 与b 的夹角为____.答案|π2-α|解析设a 与b 的夹角为θ,则cos θ=x 1x 2+y 1y 2x 21+y 21x 22+y 22=45sin α2×25=sin α,∵α∈[0,π],∴θ=|π2-α|.题型三向量的长度、距离问题例3已知向量a,b满足|a|=|b|=1,且|3a-2b|=3.求|3a+b|的值.[解]设a=(x1,y1),b=(x2,y2).∵|a|=|b|=1,∴x21+y21=1,x22+y22=1,3a-2b=3(x1,y1)-2(x2,y2)=(3x1-2x2,3y1-2y2),∵|3a-2b|=(3x1-2x2)2+(3y1-2y2)2=3,∴9x21-12x1x2+4x22+9y21-12y1y2+4y22=9,∴13-12(x1x2+y1y2)=9.∴x1x2+y1y2=13.∵3a+b=3(x1,y1)+(x2,y2)=(3x1+x2,3y1+y2),∴|3a+b|=(3x1+x2)2+(3y1+y2)2=9x21+6x1x2+x22+9y21+6y1y2+y22=10+6(x1x2+y1y2)=10+6×13=23.(1)在上述解题过程中,根据|a|=|b|=1,可以设a=(cosβ,sinβ),b=(cosα,sinα).(2)利用本题的解法可解决下面的一般性问题:若向量a,b满足|a|=|b|=r1,及|λ1a+μ1b|=r2求|λ2a+μ2b|的值.(3)注意区别m=n与|m|=|n|,其中m=n表示的是向量关系,即(x1,y1)=(x2,y2),而|m|=|n|表示的是数量关系,即x21+y21=x22+y22.[跟踪训练3]若向量OA→=(1,-3),|OA→|=|OB→|,OA→·OB→=0,则|AB→|=____.答案25解析解法一:设OB→=(x,y),由|OA→|=|OB→|,知x2+y2=10.①由题意知OA→·OB→=x-3y=0.②=3,=1=-3,=-1.当x=3,y=1时,AB→=OB→-OA→=(2,4),则|AB→|=25;当x=-3,y=-1时,AB→=(-4,2),则|AB→|=25.故|AB→|=25.解法二:由题意知,|AB→|就是以OA→,OB→对应线段为邻边的正方形的对角线长,因为|OA→|=10,所以|AB→|=2×10=25.题型四两向量垂直条件的应用例4如图所示,以原点O和点A(5,2)为两个顶点作等腰直角三角形AOB,使∠B=90°,求点B的坐标.[解]设点B(x,y),则OB→=(x,y),AB→=(x-5,y-2).因为∠B=90°,所以x(x-5)+y(y-2)=0,又|AB→|=|OB→|,所以x2+y2=(x-5)2+(y-2)2,2+y 2-5x -2y =0,x +4y =29,1=72,1=-322=32,2=72.即点B利用向量可以解决与长度、角度、垂直、平行等有关的几何问题,解题的关键在于把其他语言转化为向量语言,用向量表示问题中涉及的几何元素,将平面几何问题转化为向量问题.常用方法是建立平面直角坐标系,借助向量的坐标运算再将向量问题转化为代数问题来解决.[跟踪训练4]在等腰直角三角形ABC 中,∠ACB 是直角,AC =BC ,D 是BC 的中点,E 是AB 上一点,且AE =2EB .求证:AD ⊥CE .证明建立如图所示的平面直角坐标系,设CA =CB =2,则A (2,0),B (0,2),C (0,0),设E (x ,y ).∵D 为BC 的中点,∴D (0,1).∵AE =2EB ,∴AE →=23AB →,∴(x -2,y )=23(-2,2),-2=-43,=43,=23,=43,∴∴AD→·CE→=(-=-43+43=0,∴AD→⊥CE→,∴AD⊥CE.题型五向量数量积的综合应用例5若函数f(x)=-2<x<10)的图像与x轴交于点A,过点A的直线l与函数的图像交于B,C两点,O为坐标原点,则(OB→+OC→)·OA→=() A.-32B.-16C.16D.32[解析]令f(x)=0,得π6x+π3kπ,k∈Z,∴x=6k-2,k∈Z.∵-2<x<10,∴x=4,即A(4,0).设B(x1,y1),C(x2,y2),∵过点A的直线l与函数的图像交于B,C两点,∴B,C两点关于点A对称,即x1+x2=8,y1+y2=0.故(OB→+OC→)·OA→=(x1+x2,y1+y2)·(4,0)=4(x1+x2)=32.[答案]D与三角函数相结合考查向量的数量积的坐标运算及其应用是高考热点问题.解此类问题,除了要熟练掌握向量数量积的坐标运算公式、向量模、夹角的坐标运算公式外,还应掌握三角函数的图像和性质等知识.[跟踪训练5]设O(0,0),A(1,0),B(0,1),点P是线段AB上的一个动点,AP→=λAB→.若OP→·AB→≥P A→·PB→,则实数λ的取值范围是()A.12≤λ≤1B.1-22≤λ≤1C.12≤λ≤1+22D.1-22≤λ≤1+22答案B解析设P(x,y),则由AP→=λAB→,得(x-1,y)=λ(-1,1),-1=-λ,=λ,∴x-1+y=0.①又OP→·AB→≥PA→·PB→,∴(x,y)·(-1,1)≥(1-x,-y)·(-x,1-y).整理,得x2+y2-2y≤0,即x2+(y -1)2≤1.②将①整理,得x=1-y,代入②中,得(y-1)2≤12.即-22≤y-1≤22.∴1-22≤y≤1+22.结合题意,得1-22≤y≤1,即1-22≤λ≤1.故选B.1.若a=(2,-3),b=(x,2x),且3a·b=4,则x等于()A.3 B.13C.-13D.-3答案C解析∵3a·b=(6,-9)·(x,2x)=-12x=4,∴x=-13.2.已知A(1,2),B(4,0),C(8,6),D(5,8)四点,则四边形ABCD是() A.梯形B.矩形C.菱形D.正方形答案B解析∵AB→=(3,-2),DC →=(3,-2),∴AB →=DC →,又AD→=(4,6),∴AB →·AD →=0,∴AB →⊥AD →.∵|AB→|≠|AD →|,∴选B.3.正三角形ABC 的边长为1,设AB →=c ,BC →=a ,CA →=b ,那么a ·b +b ·c +c ·a 的值是____.答案-32解析解法一:如图,以点A 为坐标原点,AB 所在直线为x 轴,建立直角坐标系,则A (0,0),B (1,0),∴a -12,b -12,-c =(1,0),∴a ·b +32×=-12,同理b ·c =c ·a =-12,∴a ·b +b ·c +c ·a =-32.解法二:a·b +b·c +c·a =1×1×cos120°+1×1×cos120°+1×1×cos120°=3=-32.4.设向量a 与b 的夹角为α,且a =(3,3),2b -a =(-1,1),则cos α=____.答案31010解析∵a =(3,3),由2b -a =(-1,1)可得b =(1,2),∴cos α=a ·b |a ||b |=918×5=31010.5.如图,已知△ABC 的面积为32,AB =2,AB→·BC →=1,求边AC 的长.解以点A 为坐标原点,AB →为x 轴正方向建立平面直角坐标系,设点C 的坐标为(x ,y )(y >0),因为AB =2,∴点B 的坐标是(2,0),∴AB→=(2,0),BC →=(x -2,y ).∵AB →·BC →=1,∴2(x -2)=1,解得x =52.又S △ABC =32,∴12·|AB |·y =32,∴y =32,∴C AC →∴|AC→|==342,故边AC 的长为342.一、选择题1.已知a=(-3,4),b=(5,2),则a·b=()A.23B.7C.-23D.-7答案D解析a·b=(-3)×5+4×2=-7.2.已知A(1,2),B(2,3),C(-2,5),则△ABC的形状是()A.直角三角形B.锐角三角形C.钝角三角形D.等边三角形答案A解析∵AB→=(1,1),AC→=(-3,3),∴AB→·AC→=1×(-3)+1×3=0,∴AB→⊥AC→,∴A=90°,故选A.3.已知a=(2,-3),b=(1,-2),且c⊥a,b·c=1,则c的坐标为() A.(3,-2)B.(3,2)C.(-3,-2)D.(-3,2)答案C解析设c=(x,y)2x-3y=0,x-2y=1,x=-3,y=-2.4.与已知向量a 72,12,b12,-72的夹角相等,且模为1的向量是()-45,-223,答案B解析设与向量ab1的向量为(x,y)+y2=1,+12y=12x-72y,=45,=-35=-45,=35,故选B.5.(多选)设A(a,1),B(2,b),C(4,5)为坐标平面上的三点,O为坐标原点.若OA→与OB→在OC→方向上的投影相同,则a,b的取值可能为()A.a=2,b=1B.a=7,b=5C.a=9,b=6D.a=12,b=9答案ABD解析由图知,要使OA→与OB→在OC→方向上的投影相同,只需使AB→⊥OC→,即(2-a,b-1)·(4,5)=0,得4a-5b-3=0,则a,b需满足关系式4a-5b=3,结合选项可知,A,B,D中a,b的取值满足条件.故选ABD.二、填空题6.若a=(x,2),b=(-3,5),且a与b的夹角是钝角,则实数x的取值范围是____.答案103,+∞解析x应满足(x,2)·(-3,5)<0且a,b不共线.解得x>103且x≠-65,∴x>103.7.已知向量a=(1,2),b=(-2,-4),|c|=5,若(a+b)·c=52,则a与c的夹角为____.答案120°解析由已知,得a+b=-a,∴a与c的夹角与c与a+b的夹角互补.又cos〈a+b,c〉=(a+b)·c|a+b||c|=12.∴〈a+b,c〉=60°.∴a与c的夹角是120°.8.已知向量a=(cos2θ,sin2θ),向量b=(2,0),则|2a-b|的最大值是____.答案22解析令t=cos2θ(0≤t≤1),则a=(t,1-t),所以|2a-b|2=(2t-2)2+(2-2t)2=8(t-1)2.所以|2a-b|=22|t-1|=22(1-t),故当t=0时,|2a-b|取得最大值22.三、解答题9.在△ABC中,A(2,-1),B(3,2),C(-3,-1),AD是BC边上的高,求。
人教版高中必修三数学教案

人教版高中必修三数学教案
教学内容:人教版高中必修三数学教材内容
教学目标:通过本节课的学习,学生能够掌握相关知识点,提升数学解题能力
教学重点:重点讲解本节课的知识点,帮助学生理解并掌握
教学难点:难点讲解本节课中较为复杂的知识点,引导学生深入思考
教学准备:教材、课件、教学用具等
教学过程:
一、导入:
通过提出一个与学生生活相关的问题引入本节课的内容,并激发学生的兴趣。
二、知识讲解:
1. 介绍本节课的知识点,帮助学生了解学习的目的。
2. 逐步讲解本节课中的重点知识,同时解答学生可能出现的疑问。
三、示范演练:
给学生提供一些相关的例题,让学生通过演示和讨论来解题,引导学生掌握知识点。
四、课堂练习:
让学生通过小组合作或个人练习来巩固所学内容,同时教师进行指导和辅导。
五、课堂讨论:
组织学生进行讨论,梳理本节课的重点和难点,加深学生对知识点的理解。
六、作业布置:
布置相关的作业,巩固学生的学习成果,并留有一定的思考空间,促进学生自主学习。
七、课堂总结:
对本节课的重点知识进行总结,并对学生提出的问题进行澄清和解答。
教学反思:
通过本节课的教学,学生对相关知识点有了更深入的理解,提高了解题能力,同时也提升了数学学习的兴趣。
在以后的教学中,需要更加注重引导学生深入思考,培养学生的创新能力和解决问题的能力。
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.。
新人教A版数学必修3全套教案

新人教A版数学必修3全套教案教案一:平面向量教学目标:1.理解平面向量的概念及基本性质。
2.掌握平面向量的加法、减法、数量乘法及向量的线性运算。
3.利用向量的性质解决实际问题。
教学重点:1.向量的基本概念和性质。
2.向量的加法和减法。
3.向量的数量乘法和线性运算。
教学难点:1.向量的线性运算和应用。
2.解决实际问题的向量运算方法。
教学步骤:一、引入新知识(20分钟)教师通过引入平面向量的概念和基本性质,以及向量的几何表示和坐标表示,引发学生对向量的兴趣。
二、向量的加法和减法(30分钟)1.向量的几何表示和坐标表示。
2.向量加法和减法的定义和性质。
3.通过例题讲解向量加法和减法的具体运算方法。
三、向量的数量乘法和线性运算(30分钟)1.向量数量乘法的定义和性质。
2.讲解向量的数乘和向量的线性运算。
3.通过例题加深学生对向量数量乘法和线性运算的理解。
四、应用实例(30分钟)1.结合实际问题讲解向量运算在解决实际问题中的应用。
2.利用向量运算解决实际问题的步骤和方法。
五、巩固练习(20分钟)教师布置一些巩固练习,让学生运用所学知识解决一些相关问题。
教学反思:通过本节课的教学,学生对平面向量的概念和基本性质有了初步的了解,并且掌握了向量的加法、减法、数量乘法及向量的线性运算。
通过实际应用例题的解析,学生对向量运算在解决实际问题中的应用有了更深入的理解。
整个教学过程中,教师注重启发式教学,通过提问和引导,激发学生的思维和创造力,培养学生的问题解决能力。
同时,教师还通过巩固练习,对学生所学知识进行巩固和拓展,帮助学生更好地掌握和应用向量的相关知识。
人民教育出版社A版高中数学必修3教案

目录第一章算法初步 (2)第1课时算法的概念 (2)第2、3课时程序框图 (7)第4课时输入、输出语句和赋值语句 (14)第5、6课时条件语句和循环语句 (19)第7、8课时辗转相除法与更相减损术 (25)第9、10课时秦九韶算法与排序 (29)第11课时进位制 (32)第12课时复习课 (36)第二章统计 (41)第1课时简单随机抽样 (41)第2课时系统抽样 (43)第3课时分层抽样 (46)第4课时用样本的频率分布估计总体分布 (49)第5课时用样本的数字特征估计总体的数字特征 (53)第三章概率 (56)第1、2课时随机事件的概率及概率的意义 (56)第3课时概率的基本性质 (59)第4、5课时古典概型及随机数的产生 (61)第6课时几何概型及均匀随机数的产生 (66)第一章算法初步第1课时算法的概念一、教学目标:1、知识与技能:(1)了解算法的含义,体会算法的思想。
(2)能够用自然语言叙述算法。
(3)掌握正确的算法应满足的要求。
(4)会写出解线性方程(组)的算法。
(5)会写出一个求有限整数序列中的最大值的算法。
(6)会应用Scilab求解方程组。
2、过程与方法:通过求解二元一次方程组,体会解方程的一般性步骤,从而得到一个解二元一次方程组的步骤,这些步骤就是算法,不同的问题有不同的算法。
由于思考问题的角度不同,同一个问题也可能有多个算法,能模仿求解二元一次方程组的步骤,写出一个求有限整数序列中的最大值的算法。
3、情感态度与价值观:通过本节的学习,使我们对计算机的算法语言有一个基本的了解,明确算法的要求,认识到计算机是人类征服自然的一各有力工具,进一步提高探索、认识世界的能力。
二、重点与难点:重点:算法的含义、解二元一次方程组和判断一个数为质数的算法设计。
难点:把自然语言转化为算法语言。
三、学法与教学用具:学法:1、写出的算法,必须能解决一类问题(如:判断一个整数n(n>1)是否为质数;求任意一个方程的近似解;……),并且能够重复使用。
人教版高中数学必修3辗转相除法与更相减损术教案

《辗转相除法与更相减损术》教案教材:人教版一般高中课程标准实验教科书必修3第一章第节.一.教学目标(1)知识目标:①明白得辗转相除法与更相减损术中包括的数学原理,并能依照这些原理进行算法分析.②大体能依照程序框图与算法语句的知识设计完整的程序框图并写出算法程序.(2)能力目标:①培育学生把具体问题抽象转化为算法语言的能力.②培育学生自主探讨和合作学习的能力.(3)情感目标:①通过阅读中国古代数学中的算法案例,体会中国古代数学对世界数学进展的奉献.②在学习古代数学家解决数学问题的方式的进程中培育严谨的逻辑思维能力,在利用算法解决数学问题的进程中培育理性的精神和动手实践的能力.③创设和谐融洽的教学气氛,使学生在课堂活动中取得成功感,从而培育学生酷爱数学、踊跃学习数学、应用数学的热情.二、教学重点、难点重点:明白得辗转相除法与更相减损术求最大公约数的方式.难点:把辗转相除法与更相减损术的方式转换成程序框图与程序语言.三、教学方式和手腕教学方式:启发、引导、探讨、讨论等.教学手腕:多媒体辅助教学.四、教学用具:多媒体教学平台教具预备:多媒体课件(Powerpoint)、QB应用程序、课时讲义.五、讲课类型:新讲课六、教学程序《辗转相除法与更相减损术》教案说明这堂课设计上先求两个简单数的最大公约数,再变大这两个数(其实那个思路是辗转相除法的逆进程),慢慢让学生体会其中的最大公约数原理,由简单的例子让学生自己去探讨规律,然后求两个较大数的最大公约数,从而引出用欧几里德辗转相除法求两个数的最大公约数的思想方式,组织学生讨论如何把它转换成程序框图和程序并上机验证;接着介绍更相减损术,以例2为例介绍其算理,引导学生发觉其算法特点,试探如何设计程序框图并转化为程序上机验证.这部份内容是新课程新增进的内容,对案例的分析让学生对算法有了进一步的熟悉,并从程序的学习中体会数学的严谨性,领会数学算法运算机处置的结合方式,初步把握把数学算法转化成运算机语言的一样步骤.本节课的重点是学会用辗转相除法与更相减损术求两个正整数的最大公约数,难点是把辗转相除法与更相减损术的方式转换成程序框图与程序语言.教学进程中,从实例动身,引用历史背景,借助多媒体手腕教学,提高教学效率,激发学生的学习爱好,由简单慢慢加深让学生自主探讨,巧妙引导,发觉规律,使教与学做到有机结合,使课堂教学达到最正确状态.。
人教版高中数学A版必修三教案全集(70页)

第三步:输出运算结果。 可见利用上述算法,更加有利于上机执行与操作。 例 2 用二分法设计一个求方程 x2–2=0 的近似根的算法。 教师分析:回顾二分法解方程的过程,并假设所求近似根与准确解的差的绝对值 不超过 0.005。 学生做一做: 第一步:令 f(x)=x2–2。因为 f(1)<0,f(2)>0,所以设 x1=1,x2=2。 第二步:令 m=(x1+x2)/2,判断 f(m)是否为 0,若是,则 m 为所求;若否,则继续 判断 f(x1)·f(m)大于 0 还是小于 0。 第三步:若 f(x1)·f(m)>0,则令 x1=m;否则,令 x2=m。 第四步:判断|x1–x2|<0.005 是否成立?若是,则 x1、x2 之间的任意取值均为满足条 件的近似根;若否,则返回第二步。
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x-2y=-1,①
例1
写出解二元一次方程组
2x+y=1②的算法。
(学生做一做)解:第一步,②-①×2 得 5y=3;③ 第二步,解③得 y=3/5; 第三步,将 y=3/5 代入①,得 x=1/5 学生思考:对于一般的二元一次方程组来说,上述步骤应该怎样进一步完善? 老师评一评:本题的算法是由加减消元法求解的,这个算法也适合一般的二元一
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结构。 例 2: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。 (学生做一做,然后老师点评) 算法分析:判断分别以这 3 个数为三边边长的三角形是否存在,只需要验收这 3 个数当中任意两个数的和是否大于第 3 个数,这就需要用到条件结构。 程序框图: 开始
高中数学人教版必修3全套教案

高中数学人教版必修3全套教案第一章算法初步一、课标要求:1、本章的课标要求包括算法的含义、程序框图、基本算法语句,通过阅读中国古代教学中的算法案例,体会中国古代数学世界数学发展的贡献。
2、算法就是解决问题的步骤,算法也是数学及其应用的重要组成部分,是计算机科学的基础,利用计算机解决问需要算法,在日常生活中做任何事情也都有算法,当然我们更关心的是计算机的算法,计算机可以解决多类信息处理问题,但人们必须事先用计算机熟悉的语言,也就是计算能够理解的语言(即程序设计语言)来详细描述解决问题的步骤,即首先设计程序,对稍复杂一些的问题,直接写出解决该问题的程序是困难的,因此,我们要首先研究解决问题的算法,再把算法转化为程序,所以算法设计是使用计算机解决具体问题的一个极为重要的环节。
3、通过对解决具体问题的过程与步骤的分析(如二元一次方程组的求解等问题),体会算法的思想,了解算法的含义。
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。
理解并掌握几种基本的算法语句——输入语句、输出语句、赋值语句、条件语句、循环语句。
进一步体会算法的基本思想。
4、本章的重点是体会算法的思想,了解算法的含义,通过模仿、操作、探索,经过通过设计程序框图解决问题的过程。
点是在具体问题的解决过程中,理解三种基本逻辑结构,经历将具体问题的程序框图转化为程序语句的过程,理解几种基本的算法语句。
二、编写意图与特色:算法是数学及其应用的重要组成部分,是计算科学的重要基础。
随着现代信息技术飞速发展,算法在科学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用,并日益融入社会生活的许多方面,算法思想已经成为现代人应具备的一种数学素养。
需要特别指出的是,中国古代数学中蕴涵了丰富的算法思想。
在本模块中,学生将在义务教育阶段初步感受算法思想的基础上,结合对具体数学实例的分析,体验程序框图在解决问题中的作用;通过模仿、操作、探索,学习设计程序框图表达解决问题的过程;体会算法的基本思想以及算法的重要性和有效性,发展有条理的思考与表达的能力,提高逻辑思维能力。
人教版高中数学必修3全套教案

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。
人教版高中数学必修3全册教案

人教版高中数学教案人教版高中数学必修3全册教案高中数学教案人教A版必修全套必修3教案,全套目录第一章算法初步 1com 程序框图与算法的基本逻辑结构 7 com 输入语句输出语句和赋值语句 29 com 条件语句 36com句 4413 算法案例 51第二章统计 7521 随机抽样 76com 简单随机抽样 76com 系统抽样 81com 分层抽样 8522 用样本估计总体 89com 用样本的频率分布估计总体分布 89 com 用样本的数字特征估计总体的数字特征 97 23 变量间的相关关系 107com 变量之间的相关关系 107com 两个变量的线性相关 107 第三章概率 11531 随机事件的概率 115 com 随机事件的概率 115 com 概率的意义 118com 概率的基本性质 121 com 古典概型 124com 整数值随机数random numbers的产生 128com 几何概型 132com 均匀随机数的产生 136第一章算法初步本章教材分析算法是数学及其应用的重要组成部分是计算科学的重要基础算法的应用是学习数学的一个重要方面学生学习算法的应用目的就是利用已有的数学知识分析问题和解决问题通过算法的学习对完善数学的思想激发应用数学的意识培养分析问题解决问题的能力增强进行实践的能力等都有很大的帮助本章主要内容算法与程序框图基本算法语句算法案例和小结教材从学生最熟悉的算法入手通过研究程序框图与算法案例使算法得到充分的应用同时也展现了古老算法和现代计算机技术的密切关系算法案例不仅展示了数学方法的严谨性科学性也为计算机的应用提供了广阔的空间让学生进一步受到数学思想方法的熏陶激发学生的学习热情在算法初步这一章中让学生近距离接近社会生活从生活中学习数学使数学在社会生活中得到应用和提高让学生体会到数学是有用的从而培养学生的学习兴趣数学建模也是高考考查重点本章还是数学思想方法的载体学生在学习中会经常用到算法思想转化思想从而提高自己数学能力因此应从三个方面把握本章1知识间的联系2数学思想方法3认知规律本章教学时间约需12课时具体分配如下仅供参考com 算法的概念约1课时 com 程序框图与算法的基本逻辑结构约4课时 com 输入语句输出语句和赋值语句约1课时 com 条件语句约1课时 com 循环语句约1课时13算法案例约3课时本章复习约1课时 11 算法与程序框图com 算法的概念整体设计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课时安排1课时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的求解过程我们可以归纳出以下步骤第一步??×2得5x 1?第二步解?得x第三步?-?×2得5y 3?第四步解?得y第五步得到方程组的解为3 用代入消元法解二元一次方程组我们可以归纳出以下步骤第一步由?得x 2y,1?第二步把?代入?得2 2y,1 y 1? 第三步解?得y ?第四步把?代入?得x 2×,1第五步得到方程组的解为4 对于一般的二元一次方程组其中a1b2,a2b1?0可以写出类似的求解步骤第一步?×b2-?×b1得a1b2,a2b1x b2c1,b1c2?第二步解?得x第三步?×a1-?×a2得a1b2,a2b1y a1c2,a2c1?第四步解?得y第五步得到方程组的解为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?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?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?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26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不是质数点评上述算法有很大的局限性用上述算法判断35是否为质数还可以如果判断1997是否为质数就麻烦了因此我们需要寻找普适性的算法步骤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x2-2 0 x 0 的近似解的算法分析令f x x2-2则方程x2-2 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〔ab〕满足f a ?f b 0一分为二得到〔am〕和〔mb〕根据f a ?f m 0是否成立取出零点所在的区间〔am〕或〔mb〕仍记为〔ab〕对所得的区间〔ab〕重复上述步骤直到包含零点的区间〔ab〕足够小则〔ab〕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〔ab〕满足f a ?f b 0第三步取区间中点m第四步若f a ?f m 0则含零点的区间为〔am〕否则含零点的区间为〔mb〕将新得到的含零点的区间仍记为〔ab〕第五步判断〔ab〕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 0005时按照以上算法可以得到下表a b a-b 1 2 1 1 15 05 125 15 0251375 15 0125 1375 1437 5 0062 5 1406 251437 5 0031 25 1406 25 1421 875 0015 625 1414062 5 1421 875 0007 812 5 1414 062 5 1417 968 75 0003906 25 于是开区间1414 062 51417 968 75中的实数都是当精确度为0005时的原方程的近似解实际上上述步骤也是求的近似值的一个算法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地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思路 2 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。
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。
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(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 一一算法•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?x 2y 1,(1)总结用加减消元法解二元一次方程组的步骤2x y 1, (2) x 2v 1 (1)总结用代入消元法解二元一次方程组的步骤2x y 1, (2)(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:(2)结合教材实例(3)结合教材实例(1) 代入消元法和加减消元法 (2) 回顾二元一次方程组x 2v 1 (1)的求解过程,我们可以归纳出以下步骤:2x v 1, (2)第一步,①+②疋,得5x=1.③ 1 第二步,解③,得x=-.5 第三步,②-①X2,得5y=3.④ 3 第四步,解④,得 y=.5第五步,得到方程组的解为(3) 用代入消元法解二元一次方程组x 2v 1 (1) 我们可以归纳出以下步骤:2x y 1, (2)第一步,由①得x=2y — 1.③ 第二步,把③代入②,得 2(2y — 1)+y=1.④3第三步,解④得y=.⑤53 1 第四步,把⑤代入③,得x=2X 3 —仁丄.55第五步,得到方程组的解为1 x53 y(4)对于一般的二元一次方程组a 1x C 1,⑴a ?xb 2yC 2, (2)其中a 1b 2 — 32b 1M 可以写出类似的求解步骤: 第一步,①©2-②心,得(a 1b 2 — a 2b 1) x=b 2C 1 — be.③第三步,② Xa 1-① 吃,得(a 1b 2— a 2b 1)y=a 1C 2 — a 2C 1.④a 1 C 2 a 2C 1第四步,解④,得 y=4a 〔b 2 a ?b 1第二步,解③,得b 2C ] b 1c 2x=玄1匕 2 玄x b2& be (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 第三步,用4除7,得到余数3•因为余数不为 第四步,用5除7,得到余数2•因为余数不为 第五步,用6除7,得到余数1•因为余数不为 (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“A (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.第五步,得到方程组的解为ai b 2 a 2 b i a 〔C 2 a ?C i a 〔b 2 a ?b i0,所以3不能整除7. 0,所以4不能整除7.0,所以5不能整除7. 0,所以6不能整除7•因此,7是质数.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)x- f(m)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=a b.2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.于是,开区间(1.414 062 5,1.417 968 75 )中的实数都是当精确度为0.005时的原方程的近似解•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△=呂—4ac的值.第三步,判断是否成立•若成立,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:0.22,(0 t 3),y= 0.22 0.1(t 3),(t 3,t Z),0.22 0.1([T 3] 1),仃3,t Z).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 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.⑵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:f二】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.(8) 总结如下表.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 /」F输入、输出框 表示 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”1 H 1流程线 连接程序框O连接点 连接程序框图的两部分(9)很明显,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 三种逻辑结构可以用如下程序框图表示:例2已知一个三角形三条边的边长分别为 a , b , c ,利用海伦一秦九韶公式设计一个计算三角形面积的算法,并画a,b,c ,则三角形的面积为 S=yl—a)(p ―b)(p —C)),其中,出卞不是欣輕/出检&质 畛"顺序结构 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 程序框图的特点,感受它的优点,暂不要求掌握它的画法•这里只是让同学们初步了解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1 99 100的值.出程序框图表示•(已知三角形三边边长分别为条件结构循环结构a b cp=•这个公式被称为海伦一秦九韶公式)2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.第三步,计算 s= p(p a)(p b)( p c). 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 i =3,输出的b=7,求a 2的值• 解:根据题意亚=7,2T a i =3, /. a 2=11.即卩 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 ;因此,价格的变化情况表为:111 1如上给岀的是计算 一 一 一一的值的一个流程图,其中判断框内应填入的条件是程序框图如下: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, 指的是写出算法步骤、画出程序框图 .拓展提升第二步,计算a b p=2将问题解决掉.最后将解题步骤细化”就可以.细化2 4 6 20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.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 工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) 程如下:条件成立,则执行 A 框;不成立,则执行 B 框.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:第2课时条件结构,如图1 所示•执行过即不执注:无论条件是强调: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 △ =&-4ac>0,则原方程有两个不相等的实数根b i b 、 X 1= ------------ ,X 2=—2a2a若△ =Q 则原方程有两个相等的实数根X i =X 2=—;2a若△ <Q 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•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 △ =&-4ac.第四步,判断 △ =0是否成立.若是,则输出X I =X 2=p ;否则,计算 X i =p+q , X 2=p-q ,并输出X i , 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 △ =8— 4ac. 第三步,判断是否成立.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 △ =b — 4ac 的值.再分成两种情况处理:(1)当4^0寸,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 )当时,方程有唯一的实数解是 b;a(2) 当a=0, b=0时,全体实数都是方程的解; (3)当a=0, 时,方程无解.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=b2a,q =~2a 第三步,判断是否成立•若是,则计算p= — , q= ;否则,输出2a 2a方程没有实数根”,结束算法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^O是否成立•若成立,输出结果解为b”.a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, 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:0.53 ,( 50),f=50 0.53 ( 50) 0.85,( 50).其中f (单位:元)为托运费,3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3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.II 2 2分析:由该点坐标(x, y),求其与市中心的距离r=、x2y2,确定是市区、近郊区,还是远郊区,进而确定地价p.由100,0 r 15,题意知,p= 60,15 r 25,20, r 25.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一一循环结构•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。
人教版高中数学必修三全套教案

人教版高中数学必修三全套教案引言本文档旨在提供一套完整的教案,以辅导和指导高中学生研究人教版必修三的数学课程。
这份教案包括教学目标、教学内容、教学方法以及评价方式等方面的详细内容,帮助教师更好地组织教学和学生更好地理解和掌握数学知识。
教案目标1. 熟悉必修三数学教材的内容和结构;2. 掌握必修三数学相关的基础概念和方法;3. 提高解决数学问题的能力和思维能力;4. 培养学生对数学的兴趣和创造力。
教学内容本教案涵盖了必修三数学教材的所有章节,包括但不限于以下内容:1. 集合与充实;2. 二次函数;3. 矩阵与变换;4. 概率与统计。
每个章节的教学内容都详细列出,包括相关概念、定理、例题和题等内容。
教案中也包括了多种教学资源的使用,如教学课件、教学视频和练题等。
教学方法本教案根据不同的教学内容和研究目标设计了多种教学方法,以满足不同学生的研究需求。
教学方法包括但不限于以下几种:1. 讲授法:通过直接讲解和演示的方式介绍数学概念和方法;2. 实践法:通过实际问题和例题的解答进行练和巩固;3. 探究法:引导学生主动发现和探究数学规律和定理;4. 合作研究:通过小组合作和讨论促进学生之间的互动和知识交流。
评价方式为了对学生的研究和掌握情况进行评价,本教案设计了多种评价方式,包括但不限于以下几种:1. 课堂练:通过课堂上的小测验和练题进行实时评价;2. 作业评价:通过书面作业的批改和评价判断学生的研究情况;3. 期中期末考试:通过考试对学生的综合能力进行评价;4. 项目评价:通过设计和完成数学项目对学生的实际运用能力进行评价。
结论本教案提供了一套完整的教学内容、教学方法和评价方式,旨在帮助教师更好地进行人教版高中数学必修三的教学工作,并帮助学生更好地理解和掌握数学知识。
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注意:本文档是根据任务要求进行撰写的,在没有具体的教材和教学要求的情况下,内容仅作为范例供参考,具体教案需要根据教材和实际需求进行设计和调整。
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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。
高中必修三数学人教版教案

高中必修三数学人教版教案
年级: 高中必修三
教材版本: 人教版
教案名称: 第一章函数的基本概念
一、教学内容
1.1 函数的概念
1.2 函数的表示和性质
1.3 函数的图象与性质
二、教学目标
1. 理解函数的概念,能够准确描述函数的特点和性质
2. 掌握函数的各种表示方法,能够画出函数的图象
3. 掌握函数的基本运算和性质,能够解决实际问题
三、教学重点与难点
重点: 函数的概念和性质,函数的表示方法
难点: 函数的图象与性质的分析
四、教学过程
4.1 导入
通过一道实际问题引入函数的概念,引导学生思考函数的定义和特点。
4.2 学习内容
- 讲解函数的概念和性质
- 介绍函数的表示方法和图象
- 分析函数的性质和运算规律
- 练习相关题目,加深对函数的理解和应用能力
4.3 拓展
通过实际问题或多种函数图象的比较,引导学生拓展函数的应用和深化理解。
4.4 小结
总结本节课的内容重点,提醒学生注意难点和习题练习。
五、教学反馈
布置作业,检查学生掌握情况,回答学生提出的问题,并对错误的地方进行订正和解释。
六、教学评价
评价学生在本节课的学习情况,给予肯定和鼓励,指出需要加强的地方并提出建议。
新人教版高中数学必修三教案

新人教版高中数学必修三教案第一课时:函数及其应用教学目标- 了解函数的定义和特点- 掌握函数的表示方法和求解- 学会应用函数解决实际问题教学内容1. 函数的概念- 函数定义及其特点- 自变量和因变量的关系2. 函数的表示和求解- 函数的符号表示法- 函数的图象表示方法- 函数的求解方法3. 函数的应用- 函数的实际问题求解- 函数的应用实例分析教学步骤1. 导入新知,引发学生对函数的认知- 引用生活中的例子,说明自变量和因变量的关系- 提出问题,让学生思考函数的含义2. 介绍函数的定义和特点- 通过定义解释函数的概念- 引导学生理解函数的自变量和因变量之间的关系3. 讲解函数的表示和求解方法- 通过示例演示函数的符号表示法- 展示函数的图象表示方法和求解过程4. 进行实际应用练- 设计一些实际问题,让学生运用函数求解- 引导学生分析实际应用中函数的作用和意义5. 总结课堂内容,提出课后练- 概括函数的定义和特点- 提供一些题供学生巩固练教学资源- 教案- PowerPoint幻灯片- 笔记本电脑和投影仪- 黑板和彩色粉笔教学评估- 课堂练:为学生布置一些小题,检查他们对函数的掌握程度- 教师观察:观察学生在课堂上对函数的理解和应用情况- 学生互评:学生之间相互评价、讨论和提问教学延伸- 鼓励学生自主研究,发现更多函数的应用场景- 提供更多复杂实际问题的应用训练- 引导学生思考函数的局限性和实际意义参考资料- 《新人教版高中数学必修三教材》- 附带教辅资料及题- 互联网平台上的相关研究资源。
人教版高中数学必修3全册教案

四、条件结构 根据条件判断,决定不同流向 .
满足条件? 是 语句 1
否
语句 2
例 2: (课本第 10 页例 4 ) 练习 2 :有三个整数 解:算法 1 第一步:输入
a , b , c ,由键盘输入,输出其中最大的数 a, b , c;
.
教学资料
第二步:若 第三步:若 算法 2
a b
b ,且 a
四、知识应用
例 5: (课本第 3 页例 1 ) (难点是由质数的定义判断一个大于 基本方法) 1 的正整数
n 是否为质数的
练习 1 : (课本第 4 页练习 2 )任意给定一个大于 所有因数 .
1 的正整数
n ,设计一个算法求出
n的
解:根据因数的定义,可设计出下面的一个算法: 第一步:输入大于 第二步:判断 三步 . 第三步:依次从 2到n 1 的正整数
例 3: (课本第 2 页,解二元一次方程组的步骤) (可推广到解一般的二元一次方程组,说明算法的普遍性) 例 4 :用“待定系数法”求圆的方程的大致步骤是: 第一步:根据题意,选择标准方程或一般方程; 第二步:根据条件列出关于 第三步:解出
a , b , r 或 D , E , F 的方程组;
.
a , b , r 或 D , E , F ,代入标准方程或一般方程
第二步:依次
i 从 1 到 100 ,反复做
第三步: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 满足条件? 否
循环体 满足条件?
是
否
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第一章 算法初步1、1 算法与程序框图 1、1、1 算法得概念授课时间:第 周 年 月 日(星期 )教学分析算法在中学数学课程中就是一个新得概念,但没有一个精确化得定义,教科书只对它作了如下描述:“在数学中,算法通常就是指按照一定规则解决某一类问题得明确有限得步骤、”为了让学生更好理解这一概念,教科书先从分析一个具体得二元一次方程组得求解过程出发,归纳出了二元一次方程组得求解步骤,这些步骤就构成了解二元一次方程组得算法、教学中,应从学生非常熟悉得例子引出算法,再通过例题加以巩固、 三维目标1、正确理解算法得概念,掌握算法得基本特点、2、通过例题教学,使学生体会设计算法得基本思路、3、通过有趣得实例使学生了解算法这一概念得同时,激发学生学习数学得兴趣、 重点难点教学重点:算法得含义及应用、教学难点:写出解决一类问题得算法、教学过程导入新课思路1(情境导入)一个人带着三只狼与三只羚羊过河,只有一条船,同船可容纳一个人与两只动物,没有人在得时候,如果狼得数量不少于羚羊得数量狼就会吃羚羊、该人如何将动物转移过河?请同学们写出解决问题得步骤,解决这一问题将要用到我们今天学习得内容——算法、 思路2(情境导入)大家都瞧过赵本山与宋丹丹演得小品吧,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得算法,今天我们开始学习算法得概念、 思路3(直接导入)算法不仅就是数学及其应用得重要组成部分,也就是计算机科学得重要基础、在现代社会里,计算机已成为人们日常生活与工作中不可缺少得工具、听音乐、瞧电影、玩游戏、打字、画卡通画、处理数据,计算机就是怎样工作得呢?要想弄清楚这个问题,算法得学习就是一个开始、 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得步骤、(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得步骤、(4)请写出解一般二元一次方程组得步骤、 (5)根据上述实例谈谈您对算法得理解、 (6)请同学们总结算法得特征、 (7)请思考我们学习算法得意义、 讨论结果:(1)代入消元法与加减消元法、 (2)回顾二元一次方程组⎩⎨⎧=+-=-)2(,12)1(,12y x y x 得求解过程,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,得到方程组得解为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==.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,得到方程组得解为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==.53,51y x(4)对于一般得二元一次方程组⎩⎨⎧=+=+)2(,)1(,222111c y b x a c y b x a其中a 1b 2-a 2b 1≠0,可以写出类似得求解步骤: 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,得到方程组得解为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧--=--=.,1221122112212112b a b a c a c a y b a b a c b c b x(5)算法得定义:广义得算法就是指完成某项工作得方法与步骤,那么我们可以说洗衣机得使用说明书就是操作洗衣机得算法,菜谱就是做菜得算法等等、在数学中,算法通常就是指按照一定规则解决某一类问题得明确有限得步骤、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)算法得特征:①确定性:算法得每一步都应当做到准确无误、不重不漏、“不重”就是指不就是可有可无得,甚至无用得步骤,“不漏” 就是指缺少哪一步都无法完成任务、②逻辑性:算法从开始得“第一步”直到“最后一步”之间做到环环相扣,分工明确,“前一步”就是“后一步”得前提,“后一步”就是“前一步”得继续、③有穷性:算法要有明确得开始与结束,当到达终止步骤时所要解决得问题必须有明确得结果,也就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得步骤来解决问题,这些步骤称为解决这些问题得算法、也就就是说,算法实际上就就是解决问题得一种程序性方法、算法一般就是机械得,有时需进行大量重复得计算,它得优点就是一种通法,只要按部就班地去做,总能得到结果、因此算法就是计算科学得重要基础、应用示例思路1例1 (1)设计一个算法,判断7就是否为质数、(2)设计一个算法,判断35就是否为质数、算法分析:(1)根据质数得定义,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不就是质数,否则7就是质数、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就是质数、(2)类似地,可写出“判断35就是否为质数”得算法: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不就是质数、变式训练请写出判断n(n>2)就是否为质数得算法、分析:对于任意得整数n(n>2),若用i表示2—(n-1)中得任意整数,则“判断n就是否为质数”得算法包含下面得重复操作:用i除n,得到余数r、判断余数r就是否为0,若就是,则不就是质数;否则,将i得值增加1,再执行同样得操作、这个操作一直要进行到i得值等于(n-1)为止、算法如下:第一步,给定大于2得整数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”就是否成立、若就是,则n不就是质数,结束算法;否则,将i得值增加1,仍用i表示、第五步,判断“i>(n-1)”就是否成立、若就是,则n就是质数,结束算法;否则,返回第三步、例2 写出用“二分法”求方程x2-2=0 (x>0)得近似解得算法、分析:令f(x)=x2-2,则方程x2-2=0 (x>0)得解就就是函数f(x)得零点、“二分法”得基本思想就是:把函数f(x)得零点所在得区间[a,b](满足f(a)·f(b)<0)“一分为二”,得到[a,m]与[m,b]、根据“f(a)·f(m)<0”就是否成立,取出零点所在得区间[a,m]或[m,b],仍记为[a,b]、对所得得区间[a,b]重复上述步骤,直到包含零点得区间[a,b]“足够小”,则[a,b]内得数可以作为方程得近似解、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,则含零点得区间为[a,m];否则,含零点得区间为[m,b]、将新得到得含零点得区间仍记为[a,b]、第五步,判断[a,b]得长度就是否小于d或f(m)就是否等于0、若就是,则m就是方程得近似解;否则,返回第三步、当d=0、005时,按照以上算法,可以得到下表、于就是,开区间(1、414 062 5,1、417 968 75)中得实数都就是当精确度为0、005时得原方程得近似解、实际上,上述步骤也就是求2得近似值得一个算法、例1 一个人带着三只狼与三只羚羊过河,只有一条船,同船可容纳一个人与两只动物,没有人在得时候,如果狼得数量不少于羚羊得数量就会吃羚羊、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得争斗但需考虑承载得数量,还应考虑到两岸得动物都得保证狼得数量要小于羚羊得数量,故在算法得构造过程中尽可能保证船里面有狼,这样才能使得两岸得羚羊数量占到优势、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:算法就是解决某一类问题得精确描述,有些问题使用形式化、程序化得刻画就是最恰当得、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得情况,体现思维得严密性与完整性、本题型解决问题得算法中某些步骤重复进行多次才能解决,在现实生活中,很多较复杂得情境经常遇到这样得问题,设计算法得时候,如果能够合适地利用某些步骤得重复,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就是否有实数根、解:算法步骤如下:第一步,输入一元二次方程得系数:a,b,c、第二步,计算Δ=b2-4ac得值、第三步,判断Δ≥0就是否成立、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:用算法解决问题得特点就是:具有很好得程序性,就是一种通法、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得特点、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,计算通话得费用、 解:算法分析:数学模型实际上为:y 关于t 得分段函数、 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得整数部分、 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 就是否成立,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)结合例题掌握算法得特点,能够写出常见问题得算法、 作业课本本节练习1、2、1、1、2 程序框图与算法得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得功能与作用、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得过程、在具体问题得解决过程中,理解程序框图得三种基本逻辑结构:顺序结构、条件结构、循环结构、 3、通过比较体会程序框图得直观性、准确性、 重点难点数学重点:程序框图得画法、 数学难点:程序框图得画法、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,优美得风景美不胜收,如果迷了路就不好玩了,问路有时还听不明白,真就是急死人,有得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、旅游图瞧起来直观、准确,本节将探究使算法表达得更加直观、准确得方法、今天我们开始学习程序框图、 思路2(直接导入)用自然语言表示得算法步骤有明确得顺序性,但就是对于在一定条件下才会被执行得步骤,以及在一定条件下会被重复执行得步骤,自然语言得表示就显得困难,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、准确得方法、今天开始学习程序框图、 推进新课 新知探究 提出问题(1)什么就是程序框图?(2)说出终端框(起止框)得图形符号与功能、(3)说出输入、输出框得图形符号与功能、(4)说出处理框(执行框)得图形符号与功能、(5)说出判断框得图形符号与功能、(6)说出流程线得图形符号与功能、(7)说出连接点得图形符号与功能、(8)总结几个基本得程序框、流程线与它们表示得功能、(9)什么就是顺序结构?讨论结果:(1)程序框图又称流程图,就是一种用程序框、流程线及文字说明来表示算法得图形、在程序框图中,一个或几个程序框得组合表示算法中得一个步骤;带有方向箭头得流程线将程序框连接起来,表示算法步骤得执行顺序、(2)椭圆形框:表示程序得开始与结束,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:表示一个算法输入与输出得信息,又称为输入、输出框,它有一个入口与一个出口.(4)矩形框:表示计算、赋值等处理操作,又称为处理框(执行框),它有一个入口与一个出口.(5)菱形框:就是用来判断给出得条件就是否成立,根据判断结果来决定程序得流向,称为判断框,它有一个入口与两个出口.(6)流程线:表示程序得流向.(7)圆圈:连接点.表示相关两框得连接处,圆圈内得数字相同得含义表示相连接在一起.(8)总结如下表、图形符号名称功能终端框(起止框)表示一个算法得起始与结束输入、输出框表示一个算法输入与输出得信息处理框(执行框)赋值、计算判断框判断某一条件就是否成立,成立时在出口处标明“就是”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得两部分(9)很明显,顺序结构就是由若干个依次执行得步骤组成得,这就是任何一个算法都离不开得基本结构、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得“判断整数n(n>2)就是否为质数”得算法、解:程序框图如下:强调:程序框图就是用图形得方式表达算法,使算法得结构更清楚,步骤更直观也更精确、这里只就是让同学们初步了解程序框图得特点,感受它得优点,暂不要求掌握它得画法、 变式训练观察下面得程序框图,指出该算法解决得问题、 解:这就是一个累加求与问题,共99项相加,该算法就是求100991431321211⨯++⨯+⨯+⨯ 得值、 例2 已知一个三角形三条边得边长分别为a ,b ,c ,利用海伦—秦九韶公式设计一个计算三角形面积得算法,并画出程序框图表示、(已知三角形三边边长分别为a,b,c ,则三角形得面积为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:这就是一个简单得问题,只需先算出p 得值,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,输入三角形三条边得边长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,顺序结构就是由若干个依次执行得步骤组成得,它就是最简单得逻辑结构,它就是任何一个算法都离不开得基本结构、 变式训练下图所示得就是一个算法得流程图,已知a 1=3,输出得b=7, 求a 2得值、 解:根据题意221a a +=7, ∵a 1=3,∴a 2=11、即a 2得值为11、 知能训练有关专家建议,在未来几年内,中国得通货膨胀率保持在3%左右,这将对我国经济得稳定有利无害、所谓通货膨胀率为3%,指得就是每年消费品得价格增长率为3%、在这种情况下,某种品牌得钢琴2004年得价格就是10 000元,请用流程图描述这种钢琴今后四年得价格变化情况,并输出四年后得价格、 解:用P 表示钢琴得价格,不难瞧出如下算法步骤: 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 钢琴得价格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得解决数学问题得解题思路,将问题解决掉、最后将解题步骤 “细化”就可以、“细化”指得就是写出算法步骤、画出程序框图、 拓展提升如上给出得就是计算201614121++++ 得值得一个流程图,其中判断框内应填入得条件就是______________、 答案:i>10、课堂小结(1)掌握程序框得画法与功能、(2)了解什么就是程序框图,知道学习程序框图得意义、(3)掌握顺序结构得应用,并能解决与顺序结构有关得程序框图得画法、 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:您有牙齿就是我们一伙得,鸟们喊道:您有翅膀就是我们一伙得,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,在算法与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得逻辑结构——条件结构、思路2(直接导入)前面我们学习了顺序结构,顺序结构像就是一条没有分支得河流,奔流到海不复回,事实上多数河流就是有分支得,今天我们开始学习有分支得逻辑结构——条件结构、提出问题(1)举例说明什么就是分类讨论思想?(2)什么就是条件结构?(3)试用程序框图表示条件结构、(4)指出条件结构得两种形式得区别、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得符号,但条件没有给出,因此需要进行分类讨论,这就就是分类讨论思想、(2)在一个算法中,经常会遇到一些条件得判断,算法得流程根据条件就是否成立有不同得流向、条件结构就就是处理这种过程得结构、(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得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:无论条件就是否成立,只能执行A、B之一,不可能两个框都执行.A、B两个框中,可以有一个就是空得,即不执行任何操作,如图2、(4)一种就是在两个“分支”中均包含算法得步骤,符合条件就执行“步骤A”,否则执行“步骤B”;另一种就是在一个“分支”中均包含算法得步骤A,而在另一个“分支”上不包含算法得任何步骤,符合条件就执行“步骤A”,否则执行这个条件结构后得步骤、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得三角形就是否存在,并画出这个算法得程序框图、算法分析:判断以3个任意给定得正实数为三条边边长得三角形就是否存在,只需验证这3个数中任意两个数得与就是否大于第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就是否同时成立、若就是,则存在这样得三角形;否则,不存在这样得三角形、程序框图如右图:强调:根据构成三角形得条件,判断就是否满足任意两边之与大于第三边,如果满足则存在这样得三角形,如果不满足则不存在这样得三角形、这种分类讨论思想就是高中得重点,在画程序框图时,常常遇到需要讨论得问题,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得算法,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得实数根 x 1=a b 2∆+-,x 2=ab 2∆--; 若Δ=0,则原方程有两个相等得实数根x 1=x 2=ab2-; 若Δ<0,则原方程没有实数根、也就就是说,在求解方程之前,可以先判断判别式得符号,根据判断得结果执行不同得步骤,这个过程可以用条件结构实现、又因为方程得两个根有相同得部分,为了避免重复计算,可以在计算x 1与x 2之前,先计算p=ab2-,q=a 2∆、解决这一问题得算法步骤如下: 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就是否成立、若就是,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就是否成立、若就是,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就是否有实数根,并画出相应得程序框图、 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就是否成立、若就是,则输出“方程有实根”;否则,输出“方程无实根”、结束算法、 相应得程序框图如右:强调:根据一元二次方程得意义,需要计算判别式Δ=b 2-4ac 得值、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、该问题实际上就是一个分类讨论问题,根据一元二次方程系数得不同情况,最后结果就不同、因而当给出一个一元二次方程时,必须先确定判别式得值,然后再用判别式得值得取值情况确定方程就是否有解、该例仅用顺序结构就是办不到得,要对判别式得值进行判断,需要用到条件结构、 例4 (1)设计算法,求ax+b=0得解,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得解、我们要对一次项系数a 与常数项b 得取值情况进行分类,分类如下: (1)当a≠0时,方程有唯一得实数解就是ab -; (2)当a=0,b=0时,全体实数都就是方程得解; (3)当a=0,b≠0时,方程无解、联想数学中得分类讨论得处理方式,可得如下算法步骤: 第一步,判断a≠0就是否成立、若成立,输出结果“解为ab -”、 第二步,判断a=0,b=0就是否同时成立、若成立,输出结果“解集为R ”、第三步,判断a=0,b≠0就是否同时成立、若成立,输出结果“方程无解”,结束算法、 程序框图如右:强调:这就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,只有遇到能满足得条件才执行该条件对应得操作、知能训练设计算法,找出输入得三个不相等实数a 、b 、c 中得最大值,并画出流程图、 解:算法步骤:第一步,输入a ,b ,c 得值、第二步,判断a>b 就是否成立,若成立,则执行第三步;否则执行第四步、第三步,判断a>c 就是否成立,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 就是否成立,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”就是目前人们经常使用得异地邮寄信函或托运物品得一种快捷方式、某快递公司规定甲、乙两地之间物品得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为托运物品得重量(单位:千克)、 试画出计算费用f 得程序框图、分析:这就是一个实际问题,根据数学模型可知,求费用f 得计算公式随物品重量ω得变化而有所不同,因此计算时先瞧物品得重量,在不同得条件下,执行不同得指令,这就是条件结构得运用,就是二分支条件结构、其中,物品得重量通过输入得方式给出、 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 得圆形区域,近郊区为距中心15—25 km 得范围内得环形地带,距中心25 km 以外得为远郊区,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,输入某一点得坐标为(x,y),求该点得地价.分析:由该点坐标(x ,y),求其与市中心得距离r=22y x +,确定就是市区、近郊区,还就是远郊区,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)理解两种条件结构得特点与区别、(2)能用学过得两种条件结构解决常见得算法问题、 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得环境中,希望瞧到得就是碧水蓝天,大家知道工厂得污水就是怎样处理得吗?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、污水处理装置就是一个循环系统,对于处理需要反复操作得事情有很大得优势、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得逻辑结构——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得河流,奔流到海不复回;上一节我们学习了条件结构,条件结构像有分支得河流最后归入大海;事实上很多水系就是循环往复得,今天我们开始学习循环往复得逻辑结构——循环结构、提出问题(1)请大家举出一些常见得需要反复计算得例子、(2)什么就是循环结构、循环体?(3)试用程序框图表示循环结构、(4)指出两种循环结构得相同点与不同点、讨论结果:(1)例如用二分法求方程得近似解、数列求与等、(2)在一些算法中,经常会出现从某处开始,按照一定得条件反复执行某些步骤得情况,这就就是循环结构、反复执行得步骤称为循环体、(3)在一些算法中要求重复执行同一操作得结构称为循环结构、即从算法某处开始,按照一定条件重复执行某一处理得过程、重复执行得处理步骤称为循环体、循环结构有两种形式:当型循环结构与直到型循环结构、1°当型循环结构,如图(1)所示,它得功能就是当给定得条件P成立时,执行A框,A框执行完毕后,返回来再判断条件P就是否成立,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、继续执行下面得框图、2°直到型循环结构,如图(2)所示,它得功能就是先执行重复执行得A框,然后判断给定得条件P就是否成立,如果P仍然不成立,则返回来继续执行A框,再判断条件P就是否成立、继续重复操作,直到某一次给定得判断条件P时成立为止,此时不再返回来执行A框,离开循环结构、继续执行下面得框图、见示意图:当型循环结构直到型循环结构(4)两种循环结构得不同点:直到型循环结构就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、当型循环结构就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、两种循环结构得相同点: 两种不同形式得循环结构可以瞧出,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得值得算法,并画出程序框图、算法分析:通常,我们按照下列过程计算1+2+……+100得值、。