高中数学必修三算法初步一章课件

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名称 高中数学必修三算法初步一章课件
格式 zip
文件大小 3.7MB
资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2013-07-19 19:23:28

文档简介

课件14张PPT。一、复习回顾1、什么是算法? 算法通常是指按照一定规则解决某一类问题的明确和有限的步骤。 ①明确性 ②有限性2、算法有哪些特征?1.1.2程序框图与算法的基本逻辑结构二、讲授新课 1、程序框图 (1)程序框图的概念 程序框图又称流程图,是一种用程序框、流程线及文字说明来准确、直观地表示算法的图形. 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。终端框
(起止框)输入、输出框处理框(执行框)判断框表示一个算法的起始和结束表示一个算法输入和输出的信息赋值、计算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”.(2)构成程序框图的图形符号及其功能流程线连接程序框连结点连接程序框图的两部分6例:判断“整数n (n>2)是否是质数”的算法算法步骤:程序框图: 开始输入n求n除以i的余数i的值增加1,仍用i表示i>n-1或r=0?r=0?n不是质数n是质数结束否否是是i=2顺序结构循环结构条件结构2、算法的三种基本逻辑结构
顺序结构、条件结构、循环结构。 例3 已知一个三角形的三边长分别为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.算法步骤:第一步,输入三角形三边长 a,b,c第二步,计算第三步,计算第四步,输出s.程序框图:结束开始输入a, b, c输出s算法步骤为:
第一步,输入圆的半径 r .
第二步,计算
第三步,输出s.程序框图:结束开始输入r输出s 练习1:任意给定一个正实数,设计一个算法求以这个数为半径的圆的面积,并画出程序框图表示. 条件结构是指在算法中通过对某条件的判断,根据条件是否成立而选择不同流向的算法结构.基本形式2(2)条件结构满足条件?步骤A否是满足条件?步骤A步骤B是否基本形式1 例4 任意给定3个正实数,设计一个算法,判断分别以这三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.a+ b>c, a+ c>b,
b+ c>a是否
同时成立?开始存在这样
的三角形结束不存在这样
的三角形否是输入a, b, c 例5 设计一个求解一元二次方程ax2+bx+c=0的算法,并画出程序框图表示. 算法步骤:第一步,输入3个系数a,b,c.第二步,计算△=b2-4ac.第四步,判断△=0是否成立.若是,则输出 x1=x2=p,否则,计算x1=p+q,x2=p-q, 并输出x1,x2. 第三步,判断△≥0是否成立.若是,则计 算 ;否则,输出“方程没有 实数根”,结束算法.开始程序框图:输入a,b,c△= b2-4ac△≥0?△=0?否x1= p + q输出x1,x2结束否是x2= p - q输出x1=x2=p是输出“方程没有实数根”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、条件结构的应用,并能解决与这两种结构有关的程序框图的画法。三、课时小结:课件16张PPT。学习目标:
1、知识与技能
(1)正确理解条件语句的概念;
(2)会应用条件语句编写程序。
2、过程与方法
经历对现实生活情境的探究,认识到应用计算机解决数学问题方便简捷,促进发展逻辑思维能力 1.2.2基本算法语句
——条件语句 算法中的条件结构是由条件语句来表达的,条件语句是处理条件分支逻辑结构的算法语句 .条件语句的一般格式 只含一个“分支”的条件结构写成条件语句为当计算机执行这种形式的条件语句时,首先对IF后的条件进行判断,如果条件符合,就执行THEN后的语句体,否则执行END IF之后的语句. 含两个“分支”的条件结构写成条件语句为 当计算机执行上述语句时,首先对IF后的条件进行判断,如果条件符合,就执行THEN后的语句体1,否则执行ELSE后的语句体2. 条件语句的作用
在程序执行过程中,根据判断是否满足约定的条件而决定是否需要转换到何处去。需要计算机按条件进行分析、比较、判断,并按判断后的不同情况进行不同的处理。【例题解析】〖例1〗:编写程序,输入一元二次方程ax2+bx+c=0的系数,输出它的实数根。算法分析: 一元二次方程的根有三种不同情况:设判别式△=b2-4ac (1)当△>0时,一元二次方程有两个不等的实数根.(2)当△=0时,一元二次方程有两个相等的实数根.(3)当△<0时,一元二次方程没有实数根.【程序框图】输入a,b,c21是开始△=b2-4ac△≥0?原方程无实根2结束否1△=0?输出p是否x1=p+qx2=p-q输出x1,x2【程序】INPUT “ a,b,c =”;a,b,c
d=b*b-4*a*c
IF d>=0 THEN
p=-b/(2*a)
q=SQR(d)/(2*a)
IF d=0 THEN
PRINT “One real root:”;p
ELSE
x1=p+q
x2=p-q
PRINT “Two real roots:”;x1,x2
END IF
ELSE
PRINT “No real root!”
END IF
END是开始△=b2-4ac△≥0?原方程无实根否结束△=0?输出p是否x1=p+qx2=p-q输出x1,x2输入a,b,c〖例2〗:编写程序,使得任意输入的3个整数按从大到小的顺序输出。 算法分析:用a,b,c表示输入的3个整数;为了节约变量,把它们重新排列后,仍用a,b,c表示,并使a≥b≥c.具体操作步骤如下。
第一步:输入3个整数a,b,c.
第二步:将a与b比较,并把小者赋给b,大者赋给a.
第三步:将a与c比较. 并把小者赋给c,大者赋给a,此时a已是三者中最大的。
第四步:将b与c比较,并把小者赋给c,大者赋给b,此时a,b,c已按从大到小的顺序排列好。
第五步:按顺序输出a,b,c.c=bb=tb=tc=ta=c【程序框图】开始输入a,b,cb>a?是t=aa=b否c>a?是t=a否c>b?t=c是否输出a,b,c交换a,b的值【程序】INPUT “a,b,c =”;a,b,c
IF b>a THEN
t=a
a=b
b=t
END IF
IF c>a THEN
t=a
a=c
c=t
END IFIF c>b THEN
t=b
b=c
c=t
END IF
PRINT a,b,c
END 【课堂小结】
本节课主要学习了条件语句的结构、特点、作用以及用法,并懂得利用它解决一些简单问题。条件语句使程序执行产生的分支,根据不同的条件执行不同的路线,使复杂问题简单化。
条件语句一般用在需要对条件进行判断的算法设计中,如判断一个数的正负,确定两个数的大小等问题,还有求分段函数的函数值等,往往要用条件语句,有时甚至要用到条件语句的嵌套。
【课堂练习】1.课本P29页T2.读程序,说明程序的运行过程.INPUT “x=:”;x
IF 9 a=x10
b=x MOD 10
x=10*b+a
PRINT x
END IF
END[问题]如输入的数x=86,则输出的结果是什么?68 此程序用于交换一个两位数的个位和十位数字.2.课本P29页T1.INPUT “a,b,c=”; a,b,c
IF a+b>c AND a+c>b AND b+c>a THEN
PRINT “Yes.”
ELSE
PRINT “No.”
END IF
END参考答案:3.课本P29页T3.编写求一个数是偶数还是奇数的程序,从键盘输入一个整数,输出该数的奇偶性.INPUT “a=”; a
IF a MOD 2 =0 THEN
PRINT “Even.”
ELSE
PRINT “Odd.”
END IF
END参考答案:4.编写一个程序,输入两个整数a,b,判断a是否能被b整除.INPUT “a,b=”; a,b
IF a MOD b =0 THEN
PRINT “b divides a.”
ELSE
PRINT “b does not divide a.”
END IF
END参考答案:5.(P33页B组T3)INPUT “x=”;x
IF x<1 THEN
y=x
ELSE
IF x>=1 AND x<10 THEN
y=2*x-1
ELSE
y=3*x-11
END IF
END IF
PRINT“y=”;y
END参考答案:课件17张PPT。§1.2.3 循环语句算法初步温故而知新1、顺序结构常用的程序语言和格式2、条件结构常用的程序语言和格式输入语句 INPUT “提示内容”;变量输出语句 PRINT “提示内容”;表达式赋值语句 变量=表达式(1)IF 条件成立 THEN
语句1
ELSE
语句2
END IF(2)IF 条件成立 THEN
语句
END IF循环结构的定义: 在一些算法中,从某处开始,按照一定条件,反复执行
某一处理步骤的情况,这就是循环结构。
反复执行的处理步骤称为循环体。两种循环结构有什么差别?While(当型)循环Until(直到型)循环两种循环结构有什么差别?先执行循环体,然后再检查条件是否成立,如果不成立就重复执行循环体,直到条件成立退出循环。先判断指定的条件是否为真,若条件为真,执行循环条件,条件为假时退出循环。先执行 后判断先判断 后执行两种循环语句:WHILE 条件
循环体
WEND(1)WHILE语句的一般格式: 当计算机遇到WHILE语句时,先判断条件的真假,如
果条件符合,就执行WHILE与WEND之间的循环体;然
后再检查上述条件,如果条件仍符合,再次执行循环体,
这个过程反复进行,直到某一次条件不符合为止.这时,
计算机将不执行循环体,直接跳到WEND语句后,接着执
行WEND之后的语句.——当……时候——朝……方向行走开始i=1S=0i≤100?是S=S+ii=i+1否输出S结束当型循环结构WHILE语句i=1
S=0WHILE i<=100 S=S+i i=i+1WENDPRINT SEND根据1.1.2例3中的程序框图,用WHILE编写
计算机程序来计算1+2+…+100的值30页变式训练(1):
编写程序求:n!=1×2×3×4×5×……×n的值.如何修改?WHILE语句i=1
S=0WHILE i<=100S=S+ii=i+1WENDPRINT SENDINPUT “n=”;nS=1S=S*ii≤n?S=1nS=S*iUntil(直到型)循环DO
循环体
LOOP UNTIL 条件(2)UNTIL语句的一般格式:思考1:参照直到型循环结构,说说计算机是按怎样
的顺序执行UNTIL语句的? 思考2:用UNTIL语句编写计算机程序,来计算
1+2+…+100的值.DO——做什么LOOP UNTIL——绕环回线走,直到达到某种
条件为止UNITL语句i=1
S=0DO S=S+i i=i+1LOOP UNTIL i>100PRINT SEND思考2:用UNTIL语句编写计算机程序,来计算
1+2+…+100的值.30页变式训练(2):
编写程序求:1×3×5×7×……×101的值.如何修改?UNITL语句i=1
S=0DOS=S+ii=i+1LOOP UNTIL i>100PRINT SENDS=1101S=S*ii=i+2直到型S=1S=S*i i=i+2i>101?例1 :用描点法作函数 y=x3+3x2-24x+30的图象时,需要求出自变量和函数的一组对应值,编写程序,连续输入11个值:-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5时的函数值。算法:S1:输入一个自变量X 值S2:计算y=x3+3x2-24x+30S3:输出y开始输入X y=x3+3x2-24x+30输出y结束程序框图:S4:记录输入的次数nS5:判断输入的次数是否大于11,若是,结束算法,否则,返回S1.n=1n>11YNn=n+1思考:用while语句如何书写?31页是是否开始f(x)=x2-2输入误差ε
和初值a,ba=m否b=m|a-b|<ε或f(m)=0?输出m结束图1.1-20二分法求根的算法和程序例232页图1.1-20二分法求根的算法和程序INPUT “a,b,d=”;a,b,dDOm=(a+b)/2g=m^2-2f=a^2-2IF g*f<0 THENb=mELSEa=mEND IFLOOP UNTIL ABS(a-b) 循环体
WENDDO
循环体
LOOP UNTIL 条件课堂作业1.编写程序,计算函数f(x)=x2-3x+5当x=1,2,3,…,20时的函数值。2、P32 练习题1作业:
P33习题1.2A组:3.
B组:2.1.编写程序,计算函数f(x)=x2-3x+5当x=1,2,
3,…,20时的函数值。Input “n=“;n
i=2
Do
r= n mod i
i=i+1
loop until i>n-1 or r=0
if r=0 then
print n“is not a prime number”
Else
print n“ is a prime number”
end if
endP32 练习题1课件45张PPT。3.3.1几何概型复习古典概型的两个基本特点:
(1)所有的基本事件只有有限个;
(2)每个基本事件发生都是等可能的. 那么对于有无限多个试验结果的情况相应的概率应如果求呢?1.取一根长度为30cm的绳子,拉直后在任意位置剪断,那么剪得两段的长度都不小于10cm的概率有多大?从30cm的绳子上的任意一点剪断.基本事件:问题情境 2.射箭比赛的箭靶是涂有五个彩色的分环.从外向内为白色、黑色、蓝色、红色,靶心是金色,金色靶心叫“黄心”.奥运会的比赛靶面直径为122cm,靶心直径为12.2cm.运动员在70m外射箭,假设每箭都能中靶,且射中靶面内任一点都是等可能的,那么射中黄心的概率是多少?射中靶面直径为122cm的大圆内的任意一点.这两个问题能否用古典概型的方法来求解呢?
怎么办呢?基本事件:问题情境几何概型的定义   如果每个事件发生的概率只与构成该事件区域的长度(面积或体积)成比例,则称这样的概率模型为几何概率模型,简称为几何概型.
 几何概型的特点:
 (1)试验中所有可能出现的结果(基本事件)有无限多个.
 (2)每个基本事件出现的可能性相等. 在几何概型中,事件A的概率的计算公式如下:解: 设A={等待的时间不多于10分钟}.我们所关心的事件A恰好是打开收音机的时刻位于
[50,60]时间段内,因此由几何概型的求概率
的公式得
即“等待的时间不超过10分钟”的概率为 例1: 某人午觉醒来,发现表停了,他
打开收音机,想听电台报时,求他等待
的时间不多于10分钟的概率. 举例(一)与长度有关的几何概型 练习(一)与长度有关的几何概型(一)与长度有关的几何概型练习:取一根长为3米的绳子,拉直后在任意位置剪断,那么剪得两段的长都不少于1米的概率有多大?(二)与角度有关的几何概型(二)与角度有关的几何概型(三)与面积有关的几何概型(四)几何概型的应用——随机模拟1.如右下图,假设你在每个图形上随机撒
一粒黄豆,分别计算它落到阴影部分的概
率. 练习练习:课本:P140 1, 21.一张方桌的图案如图所示.将一颗豆子
随机地扔到桌面上,假设豆子不落在线上,
求下列事件的概率:
(1)豆子落在红色区域;
(2)豆子落在黄色区域;
(3)豆子落在绿色区域;
(4)豆子落在红色或绿色区域;
(5)豆子落在黄色或绿色区域.练习:课本:P142 A组 1, 2,3 练习3.3.1几何概型
(第二课时) 举例(五)与体积有关的几何概型细菌出现的每一个位置都是一个基本事件,细菌出现位置可以是1升水中的任意一点.且细菌出现在每一点是等可能的
取得的0.1升水可视作构成事件的区域,1升水可视作试验的所有结果构成的区域,可用“体积比”公式计算其概率(五)与体积有关的几何概型(六)几何概型的应用(六)几何概型的应用例3: 假设你家订了一份报纸,送报人可能在早上6:30—7:30之间把报纸送到你家,你父亲离开家去工作的时间在早上7:00—8:00之间,问你父亲在离开家前能得到报纸(称为事件A)的概率是多少?(六)几何概型的应用解:以横坐标x表示报纸送到时间,以纵坐标y表示父亲离家时间建立平面直角坐标系,假设随机试验落在方形区域内任何一点是等可能的,所以符合几何概型的条件.
根据题意,只要点落到阴影部分,就表示父亲在离开家前能得到报纸,即时间A发生,所以  对于复杂的实际问题,解题的关键是要建立模型,找出随机事件与所有基本事件相对应的几何区域,把问题转化为几何概率问题,利用几何概率公式求解.(六)几何概型的应用  甲乙两人约定在6时到7时之间在某处会面,并约定先到者应等候另一个人一刻钟,到时即可离去,求两人能会面的概率. 思考《练习册》P84例3(六)几何概型的应用练习:课本:P142 B组 1, 21.几何概型的特点.
2.几何概型的概率公式.
3.公式的运用. 小结巩固练习:1.一路口的红绿灯,红灯时间为30秒,黄灯时间为5秒,绿灯时间为40秒,问你到达路口时,恰好为绿灯的概率为( )A. B. C. D. 2.在10000km2的海域中有40km2的大陆架贮藏着石油.假设在海域中任意一点钻探,钻到油层面的概
率是________C 3.在区间[1,3]上任取一个数,则这个数大于2的概率是________1、某公共汽车站每隔15分钟有一辆车发 出,并且发出前在车站停靠3分钟,求乘客到站候车时间大于10分钟的概率。
2、在面积为S的△ABC的边AB上任取一点P,则△PBC的面积大于S/4的概率是多少?四、知能训练3、向边长为1的正方形内随机抛掷一粒芝麻,那么芝麻落在正方形中心和芝麻不落在正方形中心的概率分别是多少?由此能说明什么问题?3、向边长为1的正方形内随机抛掷一粒芝麻,那么芝麻落在正方形中心和芝麻不落在正方形中心的概率分别是多少?由此能说明什么问题? 概率为0的事件可能会发生,概率为1的事件不一定会发生. 1.公共汽车在0~5分钟内随机地到达车站,求汽车在1~3分钟之间到达的概率。分析:将0~5分钟这段时间看作是一段长度为5
个单位长度的线段,则1~3分钟是这一线段中
的2个单位长度。解:设“汽车在1~3分钟之间到达”为事件A,则所以“汽车在1~3分钟之间到达”的概率为四、知能训练 2、分别向下列区域内撒一粒黄豆, 求黄豆撒在阴影区域的概率. 基本事件是黄豆落到图形上的某一点,由于点的位置可以是任意的,因此具有无限性和等可能性的特点.用几何概型
计算公式!练习2:如图,假设你在每个图形上随机撒一粒黄豆,分别计算它落到阴影部分的概率.
练习3:用橡皮泥做成一个直径为6cm的小球,假设橡皮泥中混入了一个很小的砂粒,试求这个砂粒距离球心小于1cm的概率。课件31张PPT。1.1.2 程序框图与算法 的基本逻辑结构 第三课时顺序结构依次
无判断
无返回条件结构判断二选一选不选循环结构(3)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,反复执行某一步骤的情况,这就是循环结构.反复执行的步骤称为循环体.注意:循环结构不能是永无终止的“死循环”,一定要在某个条件下终止循环,这就需要条件结构来作出判断,因此,循环结构中一定包含条件结构.循环结构用程序框图可表示为:(2)循环结构分为两种------当型和直到型.直到型循环在执行了一次循环体之后,对条件进行判断,如果条件不满足就执行循环体,直到条件满足时终止循环.(反复执行循环体,直到条件满足)当型循环在每次执行循环体前对条件进行判断,当条件满足时执行循环体,否则终止循环;(当条件满足时反复执行循环体)?判断直到型当型顺序结构用程序框图来表示算法,有三种不同的基本逻辑结构:条件结构循环结构直到型循环结构2.循环结构有几种形式?他们的各自特征是什么吗? 区别:循环结构具有重复性;条件结构具有选择性,不重复性。1.条件结构和循环结构有什么区别和联系?联系: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;条件结构中不含循环结构.第四步,判断“i>100”是否成立.
若是,则输出S,结束算法;
否则,返回第二步.第一步,令i=1,S=0.第二步,计算S+i,仍用S表示.第三步,计算i+1,仍用i表示.思考1:计算1+2+3+…+100的值的算法,并画 出程序框图。算法分析:知识探究(一):循环结构的程序框图思考2:用直到型循环结构,上述算法的程序框图如何表示?思考3:用当型循环结构,上述算法的程序框图如何表示?第二步,判断i≤100是否成立.
若是,则执行第三步;
否则,输出S,结束算法.第一步,令i=1,S=0.第三步,计算S+i,仍用S表示.第四步,计算i+1,仍用i表示,
返回第三步.思考4:观察两个程序框图,直到型循环结构与当型循环结构如何转化?初始值循环体终止条件说明:(1)一般地,循环结构中都有一个计数变量和累加变量.计数变量用于记录循环次数,同时它的取值还用于判断循环是否终止,累加变量用于输出结果.累加变量和计数变量一般是同步执行的,累加一次,记数一次.(2)循环结构分为两种------当型和直到型. 当型循环在每次执行循环体前对循环条件进行判断,当条件满足时执行循环体,不满足则停止;(当条件满足时反复执行循环体) 直到型循环在执行了一次循环体之后,对控制循环条件进行判断,当条件不满足时执行循环体,满足则停止.(反复执行循环体,直到条件满足)变式1: 右边的程序框图输出S=————?6变式2:右边的程序框图,
输出S=———?题型一:程序框图的阅读与理解14题型二:程序框图的补充1、求 的值。设计的算法框图如右,应该在空格位置填入什么条件?分析:空格位置判断条件,应该考虑循环的终止条件是什么?应该填入:i>10 例2 某工厂2005年的年生产总值为200万元,技术革新后预计以后每年的年生产总值都比上一年增长5%.设计一个程序框图,输出预计年生产总值超过300万元的最早年份.第三步,判断所得的结果是否大于300. 若是,则输出该年的年份; 否则,返回第二步.第一步, 输入2005年的年生产总值.第二步,计算下一年的年生产总值.算法分析:(3)控制条件:当“a>300”时终止循环.(1)循环体:设a为某年的年生产总值, t为年生产总值的年增长量,n为年份,则t=0.05a,a=a+t,n=n+1.(2)初始值:n=2005,a=200.循环结构:程序框图:循环结构:是否a≤300?当型循环结构程序框图思考1:用“二分法”求方程 的近似解的算法如何设计? 知识探究(二):混合逻辑结构的程序框图第一步,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 . 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. 思考2:该算法中哪几个步骤可以用顺序结构来表示?这个顺序结构的程序框图如何?思考3:该算法中第四步是什么逻辑结构?这个步骤用程序框图如何表示?是思考3:该算法中第五步是什么逻辑结构?这个步骤用程序框图如何表示?思考5:根据上述分析,你能画出表示整个算法的程序框图吗?小结作业3.设计一个算法的程序框图的基本思路:第二步,确定每个算法步骤所包含的逻辑结构,并用相应的程序框图表示.第一步,用自然语言表述算法步骤.第三步,将所有步骤的程序框图用流程线连接起来,并加上两个终端框.首先确定循环体,再根据循环体第一步确定初值,
最后一步确定循环终止条件。1.循环结构三要素:循环变量赋初值、循环体、循环终止条件2.循环三要素确定过程:(P20BT2).某高中男子体育小组的50m跑成绩(单位:s)为: 6.4, 6.5, 7.0, 6.8, 7.1, 7.3, 6.9, 7.4, 7.5.
设计一个算法,从这些成绩中搜出小于6.8s的成绩.算法分析:第一步:把计数变量n的初值设为1.
第二步:输入一个成绩r,判断r与6.8的大小.若r≥6.8,则执行下一步;若r<6.8,则输出r,并执行下一步.
第三步:使计数变量n的值增加1.
第四步:判断计数变量n与成绩个数9的大小;若n≤9,则返回第二步;若n>9,则结束.开始n=1程序框图输入rr≥6.8?是n=n+1n>9?是否输出r否结束直到型循环结构