《算法与程序框图》学案
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约9040字。
§1.1 算法与程序框图
§1.1.1 算法的概念
【课标定向】
学习目标
通过对解决具体问题过程与步骤的分析(如二元一次方程求解等问题),体会算法的思想,了解算法的含义,学会用自然语言设计算法.
提示与建议
借助已有的数学问题的解决方法和步骤设计算法,表达算法.
【互动探究】
自主探究
1.算法指的是用阿拉伯数字进行 的过程,在数学中,现代意义上的“算法”通常是指可以用计算机来解决的某一类问题的 ,这些 必须是明确和有效的,而且能够在 之内完成的.
2.求方程近似根的算法是 .
3.对算法的理解不正确的是 ( )
A.一个算法应包含有限的操作步骤,而不能是无限的
B.算法中的每一个步骤都应当是确定的,而不应当是含糊的、模棱两可的
C.算法中的每一个步骤都应当能有效地执行,并得到确定的结果
D.一个问题只能设计出一种算法
剖例探法
★讲解点一 数值性问题算法的描述
对于数值计算问题,例如解方程,求方程组的解,不等式,不等式组,套用公式,判断性问题,累加累乘等这一类算法的描述,要借助一般数学计算方法,分解成清晰的步骤,使之条理化就可以了(如解二元一次方程组的算法,可借助高斯消去法分布描述).
例题1 用自然语言描述求一元二次方程 的根的算法.
【思维切入】对于求方程的根,解方程组这样的数值性的问题,我们都有具体的计算方法,只要我们平时的计算方法严格地按步骤把它描述出来即可,因此我们很容易得到下面的算法.
【解析】用自然语言描述算法:
第一步,计算 ;
第二步,如果 ,则原方程无实数解;
否则( ≥0)
;
第三步,输出 或无实数解的信息.
【规律技巧总结】第二步中包含一个判断 是否小于零的条件,并根据判断结果进行不同的处理,在算法中称作条件结构.
例题2 用已知摄氏温度 与华氏温度 的关系是 ,写出由摄氏温度求华氏温度的算法.
【思维切入】这是一个函数求值问题给 赋值再代入解析式求 .
【解析】第一步,输入摄氏温度 ;
第二步,代入 ;
第三步,输出华氏温度 .
【规律技巧总结】数值性问题的算法一般要有数据的输入与输出.
思维拓展 写出一个求解任意二次函数 的最值的算法.
【解析】由二次函数的知识得,当 时,函数有最小值 ;当 时,函数有最大值 .
算法步骤如下:
第一步,输入 ;
第二步,计算 ;
第三步,若 ,输出最小值 ;
第四步,若 ,输出最大值 .
【规律技巧总结】从本例可以发现,求解某类问题的算法不同于求解一个具体问题的方法,算法必须能够解决一类问题,并且能够重复使用;算法过程要能一步一步地执行,每一步操作必须确切,能在有限步后得出结果.
★讲解点二 非数值性问题算法的描述
非数值计算问题(如排序、查找最大值、变量的变换、文字处理等),需建立过称模型,这对同学们来讲较为陌生,下面举例,供大家了解.
例题3 一位商人有9枚银元,其中1枚略轻的是假银元,你能用天平(不用砝码)将假银元找出来吗?
【思维切入】最容易想到的解决这个问题的一种算法是:把9枚银元按顺序排成一列,先称前2枚,若不平衡,则可找出假银元;若平衡,则2枚银元都是真的,再依次与剩下的银元比较,就能找出假银元.
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