课件17张PPT。1.1.2 程序框图与算法 的基本逻辑结构 第一课时问题提出1.算法的含义是什么? 在数学中,按照一定规则解决某一类问题的明确和有限的步骤称为算法. 2.算法是由一系列明确和有限的计算步骤组成的,我们可以用自然语言表述一个算法,但往往过程复杂,缺乏简洁性,因此,我们有必要探究使算法表达得更加直观、准确的方法,这个想法可以通过程序框图来实现.程序框图与顺序结构知识探究(一):算法的程序框图思考1:“判断整数n(n>2)是否为质数”的算法步骤如何?第一步,给定一个大于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. 思考2:我们将上述算法用下面的图形表示:上述表示算法的图形称为算法的程序框图又称流程图,其中的多边形叫做程序框,带方向箭头的线叫做流程线,你能指出程序框图的含义吗? 用程序框、流程线及文字说明来表示算法的图形. 思考3:在上述程序框图中,有4种程序框,2种流程线,它们分别有何特定的名称和功能? 终端框 (起止框) 输入、输出框 处理框 (执行框) 判断框 流程线 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” 连接程序框,表示算法步骤的执行顺序 思考4:在逻辑结构上,“判断整数n(n>2)是否为质数”的程序框图由几部分组成?知识探究(二):算法的顺序结构思考1:任何一个算法各步骤之间都有明确的顺序性,在算法的程序框图中,由若干个依次执行的步骤组成的逻辑结构,称为顺序结构,用程序框图可以表示为:思考2:若一个三角形的三条边长分别为a,b,c,令 ,则三角形的面积
.你能利用这个公式设计一个计算三角形面积的算法步骤吗?第一步,输入三角形三条边的边长 a,b,c. 第二步,计算 . 第三步,计算 .第四步,输出S. 思考3:上述算法的程序框图如何表示? 例1 一个笼子里装有鸡和兔共m只,且鸡和兔共n只脚,设计一个计算鸡和兔各有多少只的算法,并画出程序框图表示.理论迁移算法分析: 第一步,输入m,n.第二步,计算鸡的只数 .第三步,计算兔的只数y=m-x.第四步,输出x,y.程序框图: 例2 已知下图是“求一个正奇数的平方加5的值”的程序框图,若输出的数是30,求输入的数n的值.顺序结构的程序框图的基本特征:小结作业(2)各程序框从上到下用流程线依次连接.(1)必须有两个起止框,穿插输入、输出框和处理框,没有判断框.(3)处理框按计算机执行顺序沿流程线依次排列.作业:
P20习题1.1B组:1.课件22张PPT。1.1.2 程序框图与算法 的基本逻辑结构 第二课时问题提出 1.用程序框、流程线及文字说明来表示算法的图形称为程序框图,它使算法步骤显得直观、清晰、简明.其中程序框有哪几种基本图形?它们表示的功能分别如何? 终端框 (起止框) 输入、输出框 处理框 (执行框) 判断框 流程线 2.顺序结构是任何一个算法都离不开的基本逻辑结构,在一些算法中,有些步骤只有在一定条件下才会被执行,有些步骤在一定条件下会被重复执行,这需要我们对算法的逻辑结构作进一步探究.条件结构与循环结构知识探究(一):算法的条件结构思考1:在某些问题的算法中,有些步骤只有在一定条件下才会被执行,算法的流程因条件是否成立而变化.在算法的程序框图中,由若干个在一定条件下才会被执行的步骤组成的逻辑结构,称为条件结构,用程序框图可以表示为下面两种形式:你如何理解这两种程序框图的共性和个性? 思考2:判断“以任意给定的3个正实数为三条边边长的三角形是否存在”的算法步骤如何设计?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.第一步,输入三个正实数a,b,c.思考3:你能画出这个算法的程序框图吗? 知识探究(二):算法的循环结构思考1:在算法的程序框图中,由按照一定的条件反复执行的某些步骤组成的逻辑结构,称为循环结构,反复执行的步骤称为循环体,那么循环结构中一定包含条件结构吗? 思考2:某些循环结构用程序框图可以表示为: 这种循环结构称为直到型循环结构,你能指出直到型循环结构的特征吗? 在执行了一次循环体后,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.思考3:还有一些循环结构用程序框图可以表示为:这种循环结构称为当型循环结构,你能指出当型循环结构的特征吗?在每次执行循环体前,对条件进行判断,如果条件满足,就执行循环体,否则终止循环.思考4:计算1+2+3+…+100的值可按如下过程进行:第1步,0+1=1.
第2步,1+2=3.
第3步,3+3=6.
第4步,6+4=10.
……
第100步,4950+100=5050. 我们用一个累加变量S表示每一步的计算结果,即把S+i的结果仍记为S,从而把第i步表示为S=S+i,其中S的初始值为0,i依次取1,2,…,100,通过重复操作,上述问题的算法如何设计? 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5:用直到型循环结构,上述算法的程序框图如何表示?思考6:用当型循环结构,上述算法的程序框图如何表示? 例1 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. 理论迁移算法分析:第一步,输入三个系数a,b,c.第二步,计算△=b2-4ac.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.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. 程序框图: 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:(3)条件结构和循环结构的程序框图各有两种形式,相互对立统一.条件结构和循环结构的基本特征:小结作业(1)程序框图中必须有两个起止框,穿插输入、输出框和处理框,一定有判断框.(2)循环结构中包含条件结构,条件结构中不含循环结构.作业:
P20习题1.1A组:2,3.课件21张PPT。1.1.2 程序框图与算法 的基本逻辑结构 第三课时问题提出 1.算法的基本逻辑结构有哪几种?用程序框图分别如何表示? 顺序结构条件结构循环结构 2.在学习上,我们要求对实际问题能用自然语言设计一个算法,再根据算法的逻辑结构画出程序框图,同时,还要能够正确阅读、理解程序框图所描述的算法的含义,这需要我们对程序框图的画法有进一步的理解和认识.程序框图的画法知识探究(一):多重条件结构的程序框图思考1:解关于x的方程ax+b=0的算法步骤如何设计?第三步,判断b是否为0.若是,则输出“方程的解为任意实数”;否则,输出“方程无实数解”.第一步,输入实数a,b.第二步,判断a是否为0.若是,执行第三步;否则,计算 ,并输出x,结束算法.思考2:该算法的程序框图如何表示? 思考3:你能画出求分段函数的值的程序框图吗?思考3:你能画出求分段函数
的值的程序框图吗?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?思考4:该算法中哪几个步骤构成循环结构?这个循环结构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?知识探究(三):程序框图的阅读与理解思考1:怎样理解该程序框图中包含的逻辑结构?思考2:该程序框图中的循环结构属于那种类型? 思考3:该程序框图反映的实际问题是什么?求12-22+32-42+…+992-1002的值. 理论迁移 例 画出求三个不同实数中的最大值的程序框图. 小结作业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.作业:
P19练习(只要求画出算法的 程序框图).
P20习题1.1B组:2.课件18张PPT。1.2 基本算法语句 1.2.1 输入语句、输出语句和赋值语句问题提出 1.算法的的基本逻辑结构有哪几种? 2.设计一个算法的程序框图的基本思路如何? 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. 3.计算机完成任何一项任务都需要算法,但是,用自然语言或程序框图表示的算法,计算机是无法“理解”的. 因此我们还需要将算法用计算机能够理解的程序设计语言来表示. 输入语句、输出
语句和赋值语句知识探究(一):输入语句和输出语句 思考1:在每个程序框图中,输入框与输出框是两个必要的程序框,我们用什么图形表示这个程序框?其功能作用如何?表示一个算法输入和输出的信息. 思考2:已知函数y=x3+3x2-24x+30,求自变量x对应的函数值的算法步骤如何设计?第一步,输入一个自变量x的值.第三步,输出y.第二步,计算y=x3+3x2-24x+30.思考3:该算法是什么逻辑结构?其程序框图如何?思考4:我们将该程序框图中第一个程序框省略,后四个程序框中的内容依次写成算法语句,就得到该算法的计算机程序:INPUT “x=”;x
PRINT “y=”;y
ENDINPUT “x=”;x
PRINT “y=”;y
END 这个程序由4个语句行组成,计算机按语句行排列的顺序依次执行程序中的语句,最后一行的END语句表示程序到此结束. 思考5:在这个程序中,第1行中的INPUT语句称为输入语句,其一般格式是:INPUT “提示内容”;变量INPUT “a,b,c=”;a,b,c思考6:在这个程序中,第3行中的PRINT语句称为输出语句,其一般格式是: PRINT “提示内容”;表达式PRINT “S=”;S或 RINT “Sum=”;a+b知识探究(二):赋值语句 思考1:在算法的程序框图中,处理框是一个常用的程序框,我们用什么图形表示这个程序框?其功能作用如何?赋值、计算. 思考2:在上述求函数值的程序中,第二行中的语句称为赋值语句,其一般格式是:变量=表达式 其基本含义是将表达式所代表的值赋给变量,赋值语句中的“=”叫做赋值号.计算机在执行赋值语句时,先计算“=”右边表达式的值,然后把这个值赋给“=”左边的变量.
据此,执行框 转化为赋值语句可以怎样表述?思考3:考察给一个变量重复赋值的程序: A=10
A=A+15
PRINT A
END
那么,A的输出值是多少?25理论迁移 例1 写出计算一个学生语文、数学、英语三门课的平均成绩的算法、程序框图和程序. 算法分析:第一步,输入该学生数学、语文、英语三门 课的成绩. 第三步,输出y. 第二步,计算 . 程序框图:PRINT “The average=”;(a+b+c)/3程序:INPUT “Chinese=”;aINPUT “Maths=”;bINPUT “English=”;cEND 例2 写出“交换两个变量A和B的值,并输出交换前后的值”的程序.INPUT “A,B=”;A,BPRINT A,Bx=AA=BB=xPRINT A,BEND小结作业2. 输入语句和输出语句中的“提示内容”有时可以省略.1.利用输入语句、输出语句和赋值语句可以写出任何一个顺序结构的算法程序.作业:P24练习:1,2,3,4.课件21张PPT。1.2 基本算法语句 1.2.2 条件语句问题提出 1.输入语句、输出语句和赋值语句的一般格式分别是什么? 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 2.对于顺序结构的算法或程序框图,我们可以利用输入语句、输出语句和赋值语句写出其计算机程序.对于条件结构的算法或程序框图,要转化为计算机能够理解的算法语言,我们必须进一步学习条件语句. 条件语句知识探究(一):条件语句(1) IF 条件 THEN
语句体
END IFIF 条件 THEN
语句体
END IF 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(IF)条件符合,那么(THEN)执行语句体,否则执行END IF之后的语句.思考2:求实数x的绝对值有如下一个算法:
第一步,输入一个实数x.
第二步,判断x的符号.若x<0,则x=-x; 否则,x=x.
第三步,输出x.
该算法的程序框图如何表示?思考3:这个算法含有顺序结构和条件结构,你能写出这个算法对应的程序吗? ENDINPUT xIF x<0 THENx=-xEND IFPRINT x思考4:阅读下面的程序,你能说明它是一个什么问题的算法吗? INPUT “a,b=”;a,b
IF a>b THEN
x=a
a=b
b=x
END IF PRINT a,b
END 对实数a,b按从小到大排序. 知识探究(二):条件语句(2) IF 条件 THEN
语句体1
ELSE
语句体2
END IF你能理解这个算法语句的含义吗?IF 条件 THEN
语句体1
ELSE
语句体2
END IF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(IF)条件
符合,那么(THEN)执行语句体1,
否则(ELSE)执行语句体2.思考2:求实数x的绝对值又有如下一个算法: 第一步,输入一个实数x.
第二步,判断x的符号.若x≥0,则输出 x;否则,输出-x.
该算法的程序框图如何表示?思考3:你能写出这个算法对应的程序吗? ENDINPUT “x=”;xIF x>=0 THEN PRINT xELSEPRINT -xEND IF思考4:阅读下面的程序,你能说明它是一个什么问题的算法吗?INPUT “x=”;x
IF x>=1 THEN
y=x∧2+3*x
ELSE
y=x-4
END IF PRINT y
END 求分段函数
的函数值.理论迁移 例1 将下列解一元二次方程ax2+bx+c=0的程序框图转化为程序.ENDINPUT “a,b,c=”;a,b,cd=b∧2-4*a*cIF d>=0 THENp= -b/(2*a)q=SQR(d)/(2*a)IF d=0 THENPRINT “x1=x2=”;pELSEPRINT “x1,x2=”;p+q,p-qEND IFELSEPRINT “No real root.”END IF 例2 编写程序,使任意输入的3个整数按从大到小的顺序输出.第四步,将b与c比较,并把小者赋给c,大者 赋给b.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.第五步,按顺序输出a,b,c.算法分析:INPUT a,b,cIF b>a THENt=aa=bb=tEND IFIF c>a THENt=aa=cc=tEND IFIF c>b THENt=bb=cc=tEND IFPRINT a,b,cEND小结作业2.编写含有多个条件结构的程序时,每个条件语句执行结束时都以END IF表示.1.条件语句有两种形式,应用时要根据实际问题适当选取.作业:P29练习:1,2,3,4.课件22张PPT。1.2 基本算法语句 1.2.3 循环语句问题提出 1.两种条件语句的一般格式分别是什么? 2.对于顺序结构、条件结构的算法或程序框图,我们可以利用输入语句、输出语句、赋值语句和条件语句写出其计算机程序.对于循环结构的算法或程序框图,要转化为计算机能够理解的算法语言,我们必须进一步学习循环语句.循环语句知识探究(一):直到型循环语句 思考1:直到型循环结构的程序框图是什么?DO
循环体
LOOP UNTIL 条件你能说明计算机在执行上述语句时是怎样工作的吗? 先执行一次DO和UNTIL之间的循环体,再对UNTIL后的条件进行判断.如果条件不符合,则继续执行循环体;然后再检查上述条件,如果条件仍不符合,则再次执行循环体,直到条件符合为止.这时,计算机将不执行循环体,而执行UNTIL语句之后的语句. DO
循环体
LOOP UNTIL 条件思考3:计算1+2+3+…+100的值有如下算法: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.
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. 你能利用UNTIL语句写出这个算法对应的程序吗?i=1S=0DOS=S+ii=i+1LOOP UNTIL i>100PRINT SEND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.
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.思考4:在下面的程序运行中,计算机输出的结果是多少?x=20
DO
x=x-3
LOOP UNTIL x<0
PRINT x
END -1知识探究(二):当型循环语句 思考1:当型循环结构的程序框图是什么?WHILE 条件
循环体
WEND 你能说明计算机在执行上述语句时是怎样工作的吗?WHILE 条件
循环体
WEND 先对条件进行判断,如果条件符合,则执行WHILE和WEND之间的循环体;然后再检查上述条件,如果条件仍符合,则再次执行循环体,直到某一次条件不符合为止.这时,计算机将不执行循环体,而执行WEND语句之后的语句. 思考3:计算1+2+3+…+100的值又有如下算法:第一步,令i=1,S=0.
第二步,若i≤100成立,则执行第三 步;否则,输出S,结束算法.
第三步,S=S+i.
第四步,i=i+1,返回第二步.你能利用WHILE语句写出这个算法对应的程序吗?i=1S=0WHILE i<=100S=S+ii=i+1WENDPRINT S END 第一步,令i=1,S=0.
第二步,若i≤100成立,则执行第三步;否则,输出S,结束算法.
第三步,S=S+i.
第四步,i=i+1,返回第二步.思考4:阅读下面的程序,你能说明它是一个什么问题的算法吗? x=1
WHILE x∧2<1000
PRINT
x=x+1
WEND
END 求满足x2<1000的所有正整数x的值.理论迁移 例1 已知函数y=x3+3x2-24x+30,写出连续输入自变量的11个取值,分别输出相应的函数值的程序.第五步,判断输入的次数是否大于11.若是,则结束算法;否则,返回第一步.第一步,输入自变量x的值.第二步,计算y=x3+3x2-24x+30.第三步,输出y.第四步,记录输入次数.算法分析:n=1DOINPUT xy=x∧3+3*x∧2-24*x+30PRINT yn=n+1LOOP UNTIL n>11END 例2 将用“二分法”求方程 的近似解的程序框图转化为相应的程序.ENDINPUT “a,b,d=”;a,b,dDOm=(a+b)/2g=a∧2-2f=m∧2-2IF g*f<0 THENb=mELSEa=mEND IFLOOP UNTIL ABS(a-b)P32练习:1,2.
P33习题1.2A组:3.
B组:2.课件21张PPT。1.3 算法案例 第一课时 问题提出 1.研究一个实际问题的算法,主要从算法步骤、程序框图和编写程序三方面展开.在程序框图中算法的基本逻辑结构有哪几种?在程序设计中基本的算法语句有哪几种? 2.“求两个正整数的最大公约数”是数学中的一个基础性问题,它有各种解决办法,我们以此为案例,对该问题的算法作一些探究.辗转相除法与
更相减损术知识探究(一):辗转相除法思考1:18与30的最大公约数是多少?你是怎样得到的? 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即为最大公约数. 思考2:对于8251与6105这两个数,由于其公有的质因数较大,利用上述方法求最大公约数就比较困难.注意到8251=6105×1+2146,那么8251与6105这两个数的公约数和6105与2146的公约数有什么关系? 思考3:又6105=2146×2+1813,同理,6105与2146的公约数和2146与1813的公约数相等.重复上述操作,你能得到8251与6105这两个数的最大公约数吗?2146=1813×1+333,148=37×4+0.333=148×2+37,1813=333×5+148,8251=6105×1+2146,6105=2146×2+1813,思考4:上述求两个正整数的最大公约数的方法称为辗转相除法或欧几里得算法.一般地,用辗转相除法求两个正整数m,n的最大公约数,可以用什么逻辑结构来构造算法?其算法步骤如何设计? 第一步,给定两个正整数m,n(m>n).第二步,计算m除以n所得的余数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. 思考5:该算法的程序框图如何表示?思考6:该程序框图对应的程序如何表述?INPUT m,nDOr=m MODnm=nn=rLOOP UNTIL r=0PRINT mEND思考7:如果用当型循环结构构造算法,则用辗转相除法求两个正整数m,n的最大公约数的程序框图和程序分别如何表示?INPUT m,nWHILE n>0r=m MODnm=nn=rWENDPRINT mEND知识探究(二):更相减损术 思考1:设两个正整数m>n,若m-n=k,则m与n的最大公约数和n与k的最大公约数相等.反复利用这个原理,可求得98与63的最大公约数为多少?98-63=35,14-7=7.21-7=14,28-7=21,35-28=7,63-35=28,思考2:上述求两个正整数的最大公约数的方法称为更相减损术.一般地,用更相减损术求两个正整数m,n的最大公约数,可以用什么逻辑结构来构造算法?其算法步骤如何设计?第一步,给定两个正整数m,n(m>n). 第二步,计算m-n所得的差k. 第三步,比较n与k的大小,其中大者用m表 示,小者用n表示. 第四步,若m=n,则m,n的最大公约数等于 m;否则,返回第二步. 思考3:该算法的程序框图如何表示?思考4:该程序框图对应的程序如何表述?INPUT m,nWHILE m<>nk=m-nIF n>k THENm=nn=kELSEm=kEND IFWENDPRINT mEND“更相减损术”在中国古代数学专著《九章算术》中记述为: 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. 理论迁移 例1 分别用辗转相除法和更相减损术求168与93的最大公约数. 辗转相除法:168=93×1+75, 93=75×1+18, 75=18×4+3, 18=3×6.更相减损术:168-93=75,
93-75=18,
75-18=57,
57-18=39,
39-18=21,
21-18=3,
18-3=15,
15-3=12,
12-3=9,
9-3=6,
6-3=3. 例2 求325,130,270三个数的最大公约数. 因为325=130×2+65,130=65×2,所以325与130的最大公约数是65. 因为270=65×4+10,65=10×6+5,10=5×2,所以65与270最大公约数是5. 故325,130,270三个数的最大公约数是5. 1.辗转相除法,就是对于给定的两个正整数,用较大的数除以较小的数,若余数不为零,则将余数和较小的数构成新的一对数,继续上面的除法,直到大数被小数除尽为止,这时的较小的数即为原来两个数的最大公约数. 小结作业 2. 更相减损术,就是对于给定的两个正整数,用较大的数减去较小的数,然后将差和较小的数构成新的一对数,继续上面的减法,直到差和较小的数相等,此时相等的两数即为原来两个数的最大公约数.作业:
P45练习:1.
P48习题1.3A组:1.课件15张PPT。1.3 算法案例 第二课时 问题提出 1.辗转相除法和更相减损术,是求两个正整数的最大公约数的优秀算法,我们将算法转化为程序后,就可以由计算机来执行运算,实现了古代数学与现代信息技术的完美结合. 2.对于求n次多项式的值,在我国古代数学中有一个优秀算法,即秦九韶算法,我们将对这个算法作些了解和探究.秦九韶算法知识探究(一):秦九韶算法的基本思想 思考1:对于多项式f(x)=x5+x4+x3+x2+x+1,求f(5)的值. 若先计算各项的值,然后再相加,那么一共要做多少次乘法运算和多少次加法运算?4+3+2+1=10次乘法运算, 5次加法运算. 思考2:在上述问题中,若先计算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,再将这些数与x和1相加,那么一共做了多少次乘法运算和多少次加法运算? 4次乘法运算,5次加法运算. 思考3:利用后一种算法求多项式f(x)=anxn+an-1xn-1+…+a1x+a0的值,这个多项式应写成哪种形式?f(x)=anxn+an-1xn-1+…+a1x+a0 =(anxn-1+an-1xn-2+…+a2x+a1)x+a0
=((anxn-2+an-1xn-3+…+a2)x+a1)x+a0 =…
=(…((anx+an-1)x+an-2)x+…+a1)x+a0.思考4:对于f(x)=(…((anx+an-1)x+ an-2)x+…+a1)x+a0,由内向外逐层计算一次多项式的值,其算法步骤如何? 第一步,计算v1=anx+an-1. 第二步,计算v2=v1x+an-2.第三步,计算v3=v2x+an-3.
…第n步,计算vn=vn-1x+a0.思考5:上述求多项式 f(x)=anxn+an-1xn-1+…+a1x+a0的值的方法称为秦九韶算法,利用该算法求f(x0)的值,一共需要多少次乘法运算,多少次加法运算? 思考6:在秦九韶算法中,记v0=an,那么第k步的算式是什么? vk=vk-1x+an-k (k=1,2,…,n)知识探究(二):秦九韶算法的程序设计 思考1:用秦九韶算法求多项式的值,可以用什么逻辑结构来构造算法?其算法步骤如何设计?第一步,输入多项式的次数n,最高次 项的系数an和x的值. 第二步,令v=an,i=n-1. 第三步,输入i次项的系数ai. 第四步,v=vx+ai,i=i-1.第五步,判断i≥0是否成立.若是,则返回第 二步;否则,输出多项式的值v. 思考2:该算法的程序框图如何表示?思考3:该程序框图对应的程序如何表述?INPUT “n=”;nINPUT “an=”;aINPUT “x=”;x v=ai=n-1WHILE i>=0INPUT “ai=”;b v=v*x+bi=i-1 WENDPRINT yEND理论迁移 例1 已知一个5次多项式为 用秦九韶算法求f(5)的值.f(x)=((((5x+2)x+3.5)x-2.6)x+1.7)x-0.8.v1=5×5+2=27;v2=27×5+3.5=138.5;v3=138.5×5-2.6=689.9;v4=689.9×5+1.7=3451.2;v5=3451.2×5-0.8=17255.2.所以f(5)= =17255.2. 例2 阅读下列程序,说明它解决的实际问题是什么?INPUT “x=”;a
n=0
y=0
WHLE n<5
y=y+(n+1)*a∧n
n=n+1
WEND
PRINT y
END求多项式 在x=a时的值. 小结作业 评价一个算法好坏的一个重要标志是运算的次数,如果一个算法从理论上需要超出计算机允许范围内的运算次数,那么这样的算法就只能是一个理论算法.在多项式求值的各种算法中,秦九韶算法是一个优秀算法. 作业:
P45练习:2.
P48习题1.3A组:2.课件16张PPT。1.3 算法案例 第三课时 问题提出 1.辗转相除法和更相减损术,是求两个正整数的最大公约数的算法,秦九韶算法是求多项式的值的算法,将这些算法转化为程序,就可以由计算机来完成相关运算. 2.人们为了计数和运算方便,约定了各种进位制,这些进位制是什么概念,它们与十进制之间是怎样转化的?对此,我们从理论上作些了解和研究.k进制化十进制知识探究(一):进位制的概念 思考1:进位制是为了计数和运算方便而约定的记数系统,如逢十进一,就是十进制;每七天为一周,就是七进制;每十二个月为一年,就是十二进制,每六十秒为一分钟,每六十分钟为一个小时,就是六十进制;等等.一般地,“满k进一”就是k进制,其中k称为k进制的基数.那么k是一个什么范围内的数? 思考2:十进制使用0~9十个数字,那么二进制、五进制、七进制分别使用哪些数字? 思考3:在十进制中10表示十,在二进制中10表示2.一般地,若k是一个大于1的整数,则以k为基数的k进制数可以表示为一串数字连写在一起的形式: anan-1…a1a0(k).
其中各个数位上的数字an,an-1,…,a1,a0的取值范围如何?思考4:十进制数4528表示的数可以写成4×103+5×102+2×101+8×100,依此类比,二进制数110011(2),八进制数 7342(8)分别可以写成什么式子? 110011(2)=1×25+1×24+0×23+0×22+1×21+1×20 7342(8)=7×83+3×82+4×81+2×80.思考5:一般地,如何将k进制数 anan-1…a1a0(k)写成各数位上的数字与基数k的幂的乘积之和的形式?思考6:在二进制中,0+0,0+1,1+0,1+1的值分别是多少?知识探究(二):k进制化十进制的算法 思考1:二进制数110011(2)化为十进制数是什么数? 110011(2)=1×25+1×24+0×23+0×22+1×21+1×20 =32+16+2+1=51. 思考2:二进制数右数第i位数字ai化为十进制数是什么数?思考3:利用 运用循环结构,把二进制数 化为十进制数b的算法步骤如何设计?第二步,令b=0,i=1.第四步,判断i>n 是否成立.若是,则输 出b的值;否则,返回第三步.第一步,输入a和n的值.第三步, ,i=i+1.思考4:按照上述思路,把k进制数 化为十进制数b的算法步骤如何设计?第四步,判断i>n 是否成立.若是,则 输出b的值;否则,返回第三步.第一步,输入a,k和n的值.第二步,令b=0,i=1.第三步, ,i=i+1.思考5:上述把k进制数 化为十进制数b的算法的程序框图如何表示? 思考6:该程序框图对应的程序如何表述?INPUT a,k,nb=0i=1t=a MOD10DOb=b+t*k∧(i-1)a=a/10t=a MOD10i=i+1LOOP UNTIL i>nPRINT bEND 例1 将下列各进制数化为十进制数.
(1)10303(4) ; (2)1234(5).理论迁移10303(4)=1×44+3×42+3×40=307.1234(5)=1×53+2×52+3×51+4×50=194. 例2 已知10b1(2)=a02(3),求数字a,b的值.所以2b+9=9a+2,即9a-2b=7. 10b1(2)=1×23+b×2+1=2b+9.a02(3)=a×32+2=9a+2.故a=1,b=1. 1. k进制数使用0~(k-1)共k个数字,但左侧第一个数位上的数字(首位数字)不为0.小结作业 2.用 表示k进制数,其中k称为基数,十进制数一般不标注基数. 3. 把k进制数化为十进制数的一般算式是:作业:
课外阅读:P45割圆术
P48习题1.3B组:1.课件16张PPT。1.3 算法案例 第四课时 问题提出 1.“满几进一”就是几进制,k进制使用哪几个数字,k进制数化为十进制数的一般算式是什么? 2.利用k进制数化十进制数的一般算式,可以构造算法,设计程序,通过计算机就能把任何一个k进制数化为十进制数.在实际应用中,我们还需要把任意一个十进制数化为k进制数的算法,对此,我们作些理论上的探讨.十进制化k进制知识探究(一):除k取余法思考1:二进制数101101(2)化为十进制数是什么数?十进制数89化为二进制数是什么数?101101(2)=25+23+22+1=45. 89=2×(2×(2×(2×(2×2+1)+1)+0)+0)+1
=1×26+0×25+1×24+1×23+0×22+0×21+1×20=1011001(2).思考2:上述化十进制数为二进制数的算法叫做除2取余法,转化过程有些复杂,观察下面的算式你有什么发现吗? 思考3:上述方法也可以推广为把十进制数化为k进制数的算法,称为除k取余法,那么十进制数191化为五进制数是什么数?191=1231(5)思考4:若十进制数 a除以2所得的商是q0,余数是r0, 即a=2·q0+ r0;
q0除以2所得的商是q1,余数是r1, 即q0=2·q1+ r1;
……
qn-1除以2所得的商是0,余数是rn, 即qn-1= rn,
那么十进制数a化为二进制数是什么数?a=rnrn-1…r1r0(2)知识探究(二):十进制化k进制的算法 思考1:根据上面的分析,将十进制数a化为二进制数的算法步骤如何设计?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 的二进制数.第一步,输入十进制数a的值.第二步,求出a除以2所得的商q,余数r.第三步,把所得的余数依次从右到左排列.思考2:利用除k取余法,将十进制数a化为k进制数的算法步骤如何设计?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.第一步,输入十进制数a和基数k的值.第二步,求出a除以k所得的商q,余数r.第三步,把所得的余数依次从右到左排 列.思考3:将除k取余法的算法步骤用程序框图如何表示?思考4:该程序框图对应的程序如何表述?INPUT a,kb=0i=0DOq=a/kr=a MOD kb=b+r*10∧ii=i+1a=qLOOP UNTIL q=0PRINT bEND理论迁移 例1 将十进制数458分别转化为四进制数和六进制数.458=13022(4)=2042(6) 例2 将五进制数3241(5)转化为七进制数. 30241(5)=3×54+2×52+4×5+1=1946. 30241(5)=5450(7) 小结作业 1.利用除k取余法,可以把任何一个十进制数化为k进制数,并且操作简单、实用. 2.通过k进制数与十进制数的转化,我们也可以将一个k进制数转化为另一个不同基数的k进制数.作业:
P45练习:3.
P48习题1.3A组:3,4.课件20张PPT。算法初步单元小结第一课时第一章 单元复习知识结构算法程序框图算法语句辗转相除法与更相减损术 秦九韶算法 进位制知识梳理1.算法的概念 在数学中,按照一定规则解决某一类问题的明确和有限的步骤称为算法. 用程序框、流程线及文字说明来表示算法的图形称为程序框图.2.程序框图的概念3.程序框、流程线的名称与功能 终端框 (起止框) 输入、输出框 处理框 (执行框) 判断框 流程线 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” 连接程序框,表示算法步骤的执行顺序 4.算法的顺序结构(1)概念: 由若干个依次执行的步骤组成的逻辑结构,称为顺序结构.(2)程序框图:5.算法的条件结构(1)概念: 由若干个在一定条件下才会被执行的步骤组成的逻辑结构,称为条件结构.(2)程序框图:6.算法的循环结构(1)概念: 由按照一定的条件反复执行的某些步骤组成的逻辑结构,称为循环结构.(2)程序框图:7.算法的输入语句INPUT “提示内容”;变量8.算法的输出语句PRINT “提示内容”;表达式9.算法的赋值语句变量=表达式10.算法的条件语句IF 条件 THEN
语句体
END IFIF 条件 THEN
语句体1
ELSE
语句体2
END IF11.算法的循环语句DO
循环体
LOOP UNTIL 条件WHILE 条件
循环体
WEND 12.辗转相除法求两个正整数的最大公约数13.更相减损术求两个正整数的最大公约数14.秦九韶算法求多项式f(x)=anxn+an-1xn-1+…+a1x+a0的值15.k进制化十进制的算法16. 十进制化k进制的算法除k取余法 例 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,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:巩固练习(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:程序:n=2005a=200DOt=0.05*aa=a+tn=n+1LOOP UNTIL a>300INPUT nEND
作业:
P50复习参考题A组:1,3.课件14张PPT。编写算法程序习题分析第二课时第一章 单元复习 例1 设计一个从输入的10个数中选出最大值和最小值的程序框图,并写出程序.IPUT x M=x N=x i=1 WHILE i<=10INPUT x IF Mx THEN N=x END IF i=i+1 WEND PRINT M,N END 例2 一个球从100m高处自由落下,每次着地后又跳回到原高度的一半再落下.编写程序,求当它第10次着地时, (1)第10次着地后反弹多高? (2)向下的运动共经过多少米? (3)全程共经过多少米? (1)第10次着地后反弹多高?h=50i=1WHILE i<=10h=h/2i=i+1WENDPRINT hEND(2)第10次着地时向下的运动共经过多少米?h=100s=100i=1WHILE i<=10h=h/2s=s+hi=i+1WENDPRINT sEND(3)全程共经过多少米?s=s+hs=s+2*h 例3 高一某班有50名学生,编写程序,统计该班数学单元测试优秀人数(不低于80分)、及格人数和班级平均分.学生成绩为x,优秀人数为m,及格人数为a,班级总分为s,平均成绩为p.S=0m=0a=0i=1WHILE i<=50IF x>=80 THENINPUT xm=m+1END IFIF x>=60 THENa=a+1WEND END IFs=s+xi=i+1p=s/50PRINT m,a,pEND 例4 《张邱建算经》云:今有鸡翁一,值钱五;鸡母一,值钱三;鸡雏三,值钱一.凡百钱买百鸡,问鸡翁、母、雏各几何?编写程序解决上述问题.设鸡翁、母、雏分别为x、y、z只,则即WHILE x<=14ENDy=1WHILE y<=25x=1IF 7*x+4*y=100 THENz=100-x-yPRINT x,y,zEND IFy=y+1WENDx=x+1WENDELSE
作业:
P50复习参考题A组:4,5.课件8张PPT。算法案例的应用习题分析第三课时第一章 单元复习 例1 阅读下列程序:若输入的两个数m=428,n=284,求计算机输出的数.4 例2 求324,243,270三个数的最大公约数. 27 例3 已知f(x)=8x7+5x6+3x4+2x+1,用秦九韶算法去f(2)的值.f(x)=((((((8x+5)x+0)x+3)x+0)x+0)x+2)x+1f(2)=1397V4=270 例6 把八进制数2376(8)化为五进制数.2376(8)=1278=20103(5) 例5 把十进制数104化为三进制数.104=10212(3)a=10x+3x=1b=30+xA=a*6528B=b*8256IF A<>B THENx=x+1DOLOOP UNTIL x>9PRINT x不存在ELSEPRINT xEND IFEND
作业:
P51复习参考题B组:1,3.课件21张PPT。第二章 统 计2.1.1 简单随机抽样2.1 随机抽样问题提出 1.我们生活在一个数字化时代,时刻都在和数据打交道,例如,产品的合格率,农作物的产量,商品的销售量,电视台的收视率等.这些数据常常是通过抽样调查而获得的,如何从总体中抽取具有代表性的样本,是我们需要研究的课题. 2.要判断一锅汤的味道需要把整锅汤都喝完吗?应该怎样判断? 3.将锅里的汤“搅拌均匀”,品尝一小勺就知道汤的味道,这是一个简单随机抽样问题,对这种抽样方法,我们从理论上作些分析.简单随机抽样知识探究(一):简单随机抽样的基本思想思考1:从5件产品中任意抽取一件,则每一件产品被抽到的概率是多少?一般地,从N个个体中任意抽取一个,则每一个个体被抽到的概率是多少? 思考2:从6件产品中随机抽取一个容量为3的样本,可以分三次进行,每次从中随机抽取一件,抽取的产品不放回,这叫做逐个不放回抽取.在这个抽样中,某一件产品被抽到的概率是多少?思考3:一般地,从N个个体中随机抽取n个个体作为样本,则每一个个体被抽到的概率是多少?思考4:食品卫生工作人员,要对校园食品店的一批小包装饼干进行卫生达标检验,打算从中抽取一定数量的饼干作为检验的样本.其抽样方法是,将这批小包装饼干放在一个麻袋中搅拌均匀,然后逐个不放回抽取若干包,这种抽样方法就是简单随机抽样.那么简单随机抽样的含义如何? 一般地,设一个总体有N个个体, 从中逐个不放回地抽取n个个体作为样本(n≤N), 如果每次抽取时总体内的各个个体被抽到的机会都相等, 则这种抽样方法叫做简单随机抽样.简单随机抽样的含义:思考5:根据你的理解,简单随机抽样有哪些主要特点?(4)每个个体被抽到的机会都相等,抽样具有公平性.(3)抽取的样本不放回,样本中无重复个体;(2)样本的抽取是逐个进行的,每次 只抽取一个个体;(1)总体的个体数有限; 思考6:在1936年美国总统选举前,一份颇有名气的杂志的工作人员对兰顿和罗斯福两位候选人做了一次民意测验.调查者通过电话簿和车辆登记簿上的名单给一大批人发了调查表.调查结果表明,兰顿当选的可能性大(57%),但实际选举结果正好相反,最后罗斯福当选(62%).你认为预测结果出错的原因是什么?知识探究(二):简单随机抽样的方法 思考1:假设要在我们班选派5个人去参加某项活动,为了体现选派的公平性,你有什么办法确定具体人选?思考2:用抽签法(抓阄法)确定人选,具体如何操作? 用小纸条把每个同学的学号写下来放在盒子里,并搅拌均匀,然后随机从中逐个抽出5个学号,被抽到学号的同学即为参加活动的人选.思考3:一般地,抽签法的操作步骤如何?第一步,将总体中的所有个体编号,并把号码写在形状、大小相同的号签上.第三步,每次从中抽取一个号签,连续抽取n次,就得到一个容量为n的样本.第二步,将号签放在一个容器中,并搅拌均匀.思考4:你认为抽签法有哪些优点和缺点?缺点:当总体个数较多时很难搅拌均匀,产生的样本代表性差的可能性很大.优点:简单易行,当总体个数不多的时候搅拌均匀很容易,个体有均等的机会被抽中,从而能保证样本的代表性.思考5:从0,1,2,…,9十个数中每次随机抽取一个数,依次排列成一个数表称为随机数表(见教材P103页),每个数每次被抽取的概率是多少?思考6:假设我们要考察某公司生产的500克袋装牛奶的质量是否达标,现从800袋牛奶中抽取60袋进行检验,利用随机数表抽取样本时应如何操作? 第一步,将800袋牛奶编号为000,001,002,…,799. 第三步,从选定的数7开始依次向右读(读数的方向也可以是向左、向上、向下等),将编号范围内的数取出,编号范围外的数去掉,直到取满60个号码为止,就得到一个容量为60的样本.第二步,在随机数表中任选一个数作为起始数(例如选出第8行第7列的数7为起始数).思考7:如果从100个个体中抽取一个容量为10的样本,你认为对这100个个体进行怎样编号为宜?思考8:一般地,利用随机数表法从含有N个个体的总体中抽取一个容量为n的样本,其抽样步骤如何? 第一步,将总体中的所有个体编号.第二步,在随机数表中任选一个数作为起始数.第三步,从选定的数开始依次向右(向左、向上、向下)读,将编号范围内的数取出,编号范围外的数去掉,直到取满n个号码为止,就得到一个容量为n的样本.理论迁移 例1 为调查央视春节联欢晚会的收视率,有如下三种调查方案:
方案一:通过互联网调查.
方案二:通过居民小区调查.
方案三:通过电话调查.
上述三种调查方案能获得比较准确的收视率吗?为什么? 例2 为了检验某种产品的质量,决定从40件产品中抽取10件进行检查,试利用简单随机抽样法抽取样本,并简述其抽样过程.方法一:抽签法;方法二:随机数表法. 例3 利用随机数表法从500件产品中抽取40件进行质检.
(1)这500件产品可以怎样编号?
(2)如果从随机数表第10行第8列的数开始往左读数,则最先抽取的5件产品的编号依次是什么? 1.简单随机抽样包括抽签法和随机数表法,它们都是等概率抽样,从而保证了抽样的公平性. 3. 抽签法和随机数表法各有其操作步骤,首先都要对总体中的所有个体编号,编号的起点不是惟一的. 2.简单随机抽样有操作简便易行的优点,在总体个数较小的情况下是行之有效的抽样方法.小结作业作业:
P57练习:1,2,3,4.课件23张PPT。2.1.2 系统抽样问题提出 1.简单随机抽样有哪两种常用方法?其操作步骤分别如何?第二步,将号签放在一个容器中,并搅拌均匀.抽签法:第一步,将总体中的所有个体编号,并把号码写在形状、大小相同的号签上.第三步,每次从中抽取一个号签,连续抽取n次,就得到一个容量为n的样本.第一步,将总体中的所有个体编号.第三步,从选定的数开始依次向右(向左、向上、向下)读,将编号范围内的数取出,编号范围外的数去掉,直到取满n个号码为止,就得到一个容量为n的样本.第二步,在随机数表中任选一个数作为起始数.随机数表法: 2.当总体中的个体数很多时,用简单随机抽样抽取样本,操作上并不方便、快捷. 因此,在保证抽样的公平性,不降低样本的代表性的前提下,我们还需要进一步学习其它的抽样方法,以弥补简单随机抽样的不足.简单随机抽样知识探究(一):简单随机抽样的基本思想思考1:某中学高一年级有12个班,每班50人,为了了解高一年级学生对老师教学的意见,教务处打算从年级600名学生中抽取60名进行问卷调查,那么年级每个同学被抽到的概率是多少? 思考2:你能用简单随机抽样对上述问题进行抽样吗?具体如何操作? 思考3:联想到师大附中每学期选派学生评教评学时的做法,你还有什么方法对上述问题进行抽样?你的抽样方法有何优点?体现了代表性和公平性吗?思考4:如果从600件产品中抽取60件进行质量检查,按照上述思路抽样应如何操作? 第二步,将总体平均分成60部分,每一部分含10个个体.第四步,从该号码起,每隔10个号码取一个号码,就得到一个容量为60的样本.
(如8,18,28,…,598)第三步,在第1部分中用简单随机抽样抽取一个号码(如8号).第一步,将这600件产品编号为1,2,3,…,600.思考5:上述抽样方法称为系统抽样,一般地,怎样理解系统抽样的含义? 将总体分成均衡的n个部分,再按照预先定出的规则,从每一部分中抽取1个个体,即得到容量为n的样本.知识探究(二):系统抽样的操作步骤 思考1:用系统抽样从总体中抽取样本时,首先要做的工作是什么?将总体中的所有个体编号.思考2:如果用系统抽样从605件产品中抽取60件进行质量检查,由于605件产品不能均衡分成60部分,对此应如何处理? 先从总体中随机剔除5个个体,再均衡分成60部分.思考3:用系统抽样从含有N个个体的总体中抽取一个容量为n的样本,要平均分成多少段,每段各有多少个号码?思考4:如果N不能被n整除怎么办? 从总体中随机剔除N除以n的余数个个体后再分段.思考5:将含有N个个体的总体平均分成n段,每段的号码个数称为分段间隔,那么分段间隔k的值如何确定?总体中的个体数N除以样本容量n所得的商. 用简单随机抽样抽取第1段的个体编号.在抽取第1段的号码之前,自定义规则确定以后各段的个体编号,通常是将第1段抽取的号码依次累加间隔k.思考6:用系统抽样抽取样本时,每段各取一个号码,其中第1段的个体编号怎样抽取?以后各段的个体编号怎样抽取?思考7:一般地,用系统抽样从含有N个个体的总体中抽取一个容量为n的样本,其操作步骤如何?第四步,按照一定的规则抽取样本.第一步,将总体的N个个体编号.第三步,在第1段用简单随机抽样确定起始个体编号l.第二步,确定分段间隔k,对编号进行分段.思考8:系统抽样适合在哪种情况下使用?与简单随机抽样比较,哪种抽样方法更使样本具有代表性?总体中个体数比较多;系统抽样更使样本具有代表性. 思考9:我校共有360名老师,为了支持海南的教育事业,现要从中随机抽取40名老师到湖南师大海口中学任教,用系统抽样选取奔赴海南的教师团合适吗?思考10:在数字化时代,各种各样的统计数字和图表充斥着媒体,由于数字给人的印象直观、具体,所以让数据说话是许多广告的常用手法.下列广告中的数据可靠吗?“现代研究证明,99%以上的人皮肤感染有螨虫…….”“……美丽润肤膏,含有多种中药成分,可以彻底清除脸部皱纹,只需10天,就能让你的肌肤得到改善.”“……瘦体减肥灵真的灵,其减肥的有效率为75%.”理论迁移 例1 某中学有高一学生322名,为了了解学生的身体状况,要抽取一个容量为40的样本,用系统抽样法如何抽样?第一步,随机剔除2名学生,把余下的320名学生编号为1,2,3,…320.第四步,从该号码起,每间隔8个号码抽取1个号码,就可得到一个容量为40的样本.第三步,在第1部分用抽签法确定起始编号. 第二步,把总体分成40个部分,每个部分有8个个体. 例2一个总体中有100个个体,随机编号为0,1,2,…,99,依编号顺序平均分成10组,组号依次为1,2,3,…,10,现用系统抽样抽取一个容量为10的样本,并规定:如果在第一组随机抽取的号码为m,那么在第k(k=2,3,…,10)组中抽取的号码的个位数字与m+k的个位数字相同.若m=6,求该样本的全部号码. 6,18,29,30,41,
52,63,74,85,96. 例3 用简单随机抽样和系统抽样,设计一个调查长沙市城区一年内空气质量状况的方案,并比较哪一种方案更便于实施.2.系统抽样适合于总体的个体数较多的情形,操作上分四个步骤进行,除了剔除余数个体和确定起始号需要随机抽样外,其余样本号码由事先定下的规则自动生成,从而使得系统抽样操作简单、方便.小结作业1.系统抽样也是等概率抽样,即每个个体被抽到的概率是相等的,从而保证了抽样的公平性.作业:
P59练习:1,2,3.
P64习题2.1A组:3.课件22张PPT。2.1.3 分层抽样 问题提出 1.系统抽样的基本含义如何?系统抽样的操作步骤是什么? 将总体分成均衡的n个部分,再按照预先定出的规则,从每一部分中抽取1个个体,即得到容量为n的样本.含义:第二步,确定分段间隔k,对编号进行 分段.步骤:第四步,按照一定的规则抽取样本.第三步,在第1段用简单随机抽样确定起始个体编号l.第一步,将总体的所有个体编号. 2.设计科学、合理的抽样方法,其核心问题是保证抽样公平,并且样本具有好的代表性.如果要调查我校高一学生的平均身高,由于男生一般比女生高,故用简单随机抽样或系统抽样,都可能使样本不具有好的代表性.对于此类抽样问题,我们需要一个更好的抽样方法来解决.分层抽样知识探究(一):分层抽样的基本思想思考1:从5件产品中任意抽取一件,则每一件产品被抽到的概率是多少?一般地,从N个个体中任意抽取一个,则每一个个体被抽到的概率是多少? 某地区有高中生2400人,初中生10800人,小学生11100人.当地教育部门为了了解本地区中小学生的近视率及其形成原因,要从本地区的中小学生中抽取1%的学生进行调查.思考2:从6件产品中随机抽取一个容量为3的样本,可以分三次进行,每次从中随机抽取一件,抽取的产品不放回,这叫做逐个不放回抽取.在这个抽样中,某一件产品被抽到的概率是多少?样本容量与总体个数的比例为1:100,则
高中应抽取人数为2400*1/100=24人,
初中应抽取人数为10800*1/100=108人,
小学应抽取人数为11100*1/100=111人.思考3:具体在三类学生中抽取样本时(如在10800名初中生中抽取108人),可以用哪种抽样方法进行抽样?思考4:在上述抽样过程中,每个学生被抽到的概率相等吗?思考5:上述抽样方法不仅保证了抽样的公平性,而且抽取的样本具有较好的代表性,从而是一种科学、合理的抽样方法,这种抽样方法称为分层抽样.一般地,分层抽样的基本思想是什么? 若总体由差异明显的几部分组成,抽样时,先将总体分成互不交叉的层,然后按照一定的比例,从各层独立地抽取一定数量的个体,再将各层取出的个体合在一起作为样本.思考6:若用分层抽样从该地区抽取81名学生调查身体发育状况,那么高中生、初中生和小学生应分别抽取多少人?高中生8人,初中生36人,小学生37人.知识探究(一):分层抽样的操作步骤 某单位有职工500人,其中35岁以下的有125人,35岁~49岁的有280人,50岁以上的有95人.为了调查职工的身体状况,要从中抽取一个容量为100的样本.思考1:该项调查应采用哪种抽样方法进行?思考2:按比例,三个年龄层次的职
工分别抽取多少人?35岁以下25人,35岁~49岁56人,
50岁以上19人.思考3:在各年龄段具体如何抽样?怎样获得所需样本?思考4:一般地,分层抽样的操作步骤如何?第一步,计算样本容量与总体的个体数之比.第四步,将各层抽取的个体合在一起,就得到所取样本.第三步,用简单随机抽样或系统抽样在各层中抽取相应数量的个体.第二步,将总体分成互不交叉的层,按比例确定各层要抽取的个体数.思考5:在分层抽样中,如果总体的个体数为N,样本容量为n,第i层的个体数为k,则在第i层应抽取的个体数如何计算?思考6:样本容量与总体的个体数之比是分层抽样的比例常数,按这个比例可以确定各层应抽取的个体数,如果各层应抽取的个体数不都是整数该如何处理? 调节样本容量,剔除个体. 思考7:简单随机抽样、系统抽样和分层抽样既有其共性,又有其个性,根据下表,你能对三种抽样方法作一个比较吗?简单随
机抽样系统
抽样分层
抽样抽样过程中每个个体被抽取的概率相等将总体分成均衡几部分,按规则关联抽取将总体分成几层,按比例分层抽取用简单随机抽样抽取起始号码总体中的个体数较少总体中的个体数较多总体由差异明显的几部分组成从总体中逐个不放回抽取用简单随机抽样或系统抽样对各层抽样 例1 某公司共有1000名员工,下设若干部门,现用分层抽样法,从全体员工中抽取一个容量为80的样本,已知策划部被抽取4个员工,求策划部的员工人数是多少?50人.理论迁移 例2 某中学有180名教职员工,其中教学人员144人,管理人员12人,后勤服务人员24人,设计一个抽样方案,从中选取15人去参观旅游.
用分层抽样,抽取教学人员12人,管理人员1人,后勤服务人员2人. 例3 某公司在甲、乙、丙、丁四个地区分别有150个、120个、180个、150个销售点,公司为了调查产品的销售情况,需从这600个销售点中抽取一个容量为100的样本,记这项调查为①;在丙地区中有20个特大型销售点,要从中抽取7个调查其销售收入和售后服务等情况,记这项调查为②,完成这两项调查宜分别采用什么方法?①用分层抽样,②用简单随机抽样.例4 某地区中小学生人数的分布情况如下表所示(单位:人):请根据上述基本数据,设计一个样本容量为总体中个体数量的千分之一的抽样方案.
例4 某地区中小学生人数的分布情况如下表所示(单位:人):请根据上述基本数据,设计一个样本容量为总体中个体数量的千分之一的抽样方案.
例4 某地区中小学生人数的分布情况如下表所示(单位:人):请根据上述基本数据,设计一个样本容量为总体中个体数量的千分之一的抽样方案.
例4 某地区中小学生人数的分布情况如下表所示(单位:人):请根据上述基本数据,设计一个样本容量为总体中个体数量的千分之一的抽样方案.
请根据上述基本数据,设计一个样本容量为总体中个体数量的千分之一的抽样方案.请根据上述基本数据,设计一个样本容量为总体中个体数量的千分之一的抽样方案. 例4 某地区中小学生人数的分布情况如下表所示(单位:人):小结作业2.分层抽样是按比例分别对各层进行抽样,再将各个子样本合并在一起构成所需样本.其中正确计算各层应抽取的个体数,是分层抽样过程中的重要环节.1.分层抽样利用了调查者对调查对象事先掌握的各种信息,考虑了保持样本结构与总体结构的一致性,从而使样本更具有代表性,在实际调查中被广泛应用.3.简单随机抽样是基础,系统抽样与分层抽样是补充和发展,三者相辅相成,对立统一.作业:
P64习题2.1A组:5,6.课件25张PPT。2.2 用样本估计总体2.2.1用样本的频率分布估计总体分布第一课时 问题提出1.随机抽样有哪几种基本的抽样方法?2.随机抽样是收集数据的方法,如何通
过样本数据所包含的信息,估计总体的
基本特征,即用样本估计总体,是我们
需要进一步学习的内容.简单随机抽样、系统抽样、分层抽样. 3.高一某班有50名学生,在数学必修②结业考试后随机抽取10名,其考试成绩如下:
82, 75, 61, 93, 62,
55, 70, 68, 85, 78.
如果要求我们根据上述抽样数据,估计该班对数学模块②的总体学习水平,就需要有相应的数学方法作为理论指导,本节课我们将学习用样本的频率分布估计总体分布. 频率分布表和
频率分布直方图知识探究(一):频率分布表 【问题】 我国是世界上严重缺水的国家之一,城市缺水问题较为突出,某市政府为了节约生活用水,计划在本市试行居民生活用水定额管理,即确定一个居民月用水量标准a,用水量不超过a的部分按平价收费,超出a的部分按议价收费.
通过抽样调查,获得100位居民2007年的月均用水量如下表(单位:t):3.1 2.5 2.0 2.0 1.5 1.0 1.6 1.8 1.9 1.6
3.4 2.6 2.2 2.2 1.5 1.2 0.2 0.4 0.3 0.4
3.2 2.7 2.3 2.1 1.6 1.2 3.7 1.5 0.5 3.8
3.3 2.8 2.3 2.2 1.7 1.3 3.6 1.7 0.6 4.1
3.2 2.9 2.4 2.3 1.8 1.4 3.5 1.9 0.8 4.3
3.0 2.9 2.4 2.4 1.9 1.3 1.4 1.8 0.7 2.0
2.5 2.8 2.3 2.3 1.8 1.3 1.3 1.6 0.9 2.3
2.6 2.7 2.4 2.1 1.7 1.4 1.2 1.5 0.5 2.4
2.5 2.6 2.3 2.1 1.6 1.0 1.0 1.7 0.8 2.4
2.8 2.5 2.2 2.0 1.5 1.0 1.2 1.8 0.6 2.2思考1:上述100个数据中的最大值和最小值分别是什么?由此说明样本数据的变化范围是什么?思考2:样本数据中的最大值和最小值的差称为极差.如果将上述100个数据按组距为0.5进行分组,那么这些数据共分为多少组? 0.2~4.3(4.3-0.2)÷0.5=8.2思考3:以组距为0.5进行分组,上述100个数据共分为9组,各组数据的取值范围可以如何设定?
思考4:如何统计上述100个数据在各组中的频数?如何计算样本数据在各组中的频率?你能将这些数据用表格反映出来吗?[0,0.5),[0.5,1),[1,1.5),
…,[4,4.5].思考5:上表称为样本数据的频率分布表,由此可以推测该市全体居民月均用水量分布的大致情况,给市政府确定居民月用水量标准提供参考依据,这里体现了一种什么统计思想?
用样本的频率分布估计总体分布.思考6:如果市政府希望85%左右的居民每月的用水量不超过标准,根据上述频率分布表,你对制定居民月用水量标准(即a的取值)有何建议?88%的居民月用水量在3t以下,可建议取a=3. 思考7:在实际中,取a=3t一定能保证85%以上的居民用水不超标吗?哪些环节可能会导致结论出现偏差?分组时,组距的大小可能会导致结论出现偏差,实践中,对统计结论是需要进行评价的. 思考8:对样本数据进行分组,其组数是由哪些因素确定的?思考9:对样本数据进行分组,组距的确定没有固定的标准,组数太多或太少,都会影响我们了解数据的分布情况.数据分组的组数与样本容量有关,一般样本容量越大,所分组数越多.按统计原理,若样本的容量为n,分组数一般在(1+3.3lgn)附近选取.当样本容量不超过100时,按照数据的多少,常分成5~12组.若以0.1或1.5为组距对上述100个样本数据分组合适吗?思考10:一般地,列出一组样本数据的频率分布表可以分哪几个步骤进行?第一步,求极差.
(极差=样本数据中最大值与最小值的差)第二步,决定组距与组数.
(设k=极差÷组距,若k为整数,则组数=k,否则,组数=k+1) 第三步,确定分点,将数据分组.第四步,统计频数,计算频率,制成表格. (频数=样本数据落在各小组内的个数, 频率=频数÷样本容量)知识探究(二):频率分布直方图 思考1:为了直观反映样本数据在各组中的分布情况,我们将上述频率分布表中的有关信息用下面的图形表示: 上图称为频率分布直方图,其中横轴表示月均用水量,纵轴表示频率/组距. 频率分布直方图中各小长方形的和高度在数量上有何特点?宽度:组距思考2:频率分布直方图中各小长方形的面积表示什么?各小长方形的面积之和为多少?各小长方形的面积=频率各小长方形的面积之和=1思考3:频率分布直方图非常直观地表明了样本数据的分布情况,使我们能够看到频率分布表中看不太清楚的数据模式,但原始数据不能在图中表示出来.你能根据上述频率分布直方图指出居民月均用水量的一些数据特点吗?(1)居民月均用水量的分布是“山峰”状的,而且是“单峰”的;(2)大部分居民的月均用水量集中在一个中间值附近,只有少数居民的月均用水量很多或很少;(3)居民月均用水量的分布有一定的对称性等.思考4:样本数据的频率分布直方图是根据频率分布表画出来的,一般地,频率分布直方图的作图步骤如何? 第一步,画平面直角坐标系. 第二步,在横轴上均匀标出各组分点,在纵轴上标出单位长度.第三步,以组距为宽,各组的频率与组距的商为高,分别画出各组对应的小长方形.思考5:对一组给定的样本数据,频率分布直方图的外观形状与哪些因素有关?在居民月均用水量样本中,你能以1为组距画频率分布直方图吗? 与分组数(或组距)及坐标系的单位长度有关.理论迁移 例 某地区为了了解知识分子的年龄结构,
随机抽样50名,其年龄分别如下:
42,38,29,36,41,43,54,43,34,44,
40,59,39,42,44,50,37,44,45,29,
48,45,53,48,37,28,46,50,37,44,
42,39,51,52,62,47,59,46,45,67,
53,49,65,47,54,63,57,43,46,58.
(1)列出样本频率分布表;
(2)画出频率分布直方图;
(3)估计年龄在32~52岁的知识分子所占的比例约是多少.(1)极差为67-28=39,取组距为5,分为8组. 分 组 频数 频率
[27,32) 3 0.06
[32,37) 3 0.06
[37,42) 9 0.18
[42,47) 16 0.32
[47,52) 7 0.14
[52,57) 5 0.10
[57,62) 4 0.08
[62,67) 3 0.06
合 计 50 1.00样本频率分布表:(2)样本频率分布直方图:(3)因为0.06+0.18+0.32+0.14=0.7, 故年龄在32~52岁的知识分子约占70%.小结作业1.频率分布是指一个样本数据在各个小范围内所占比例的大小,总体分布是指总体取值的频率分布规律.我们通常用样本的频率分布表或频率分布直方图去估计总体的分布.2.频率分布表和频率分布直方图,是对相同数据的两种不同表达方式.用紧凑的表格改变数据的排列方式和构成形式,可展示数据的分布情况.通过作图既可以从数据中提取信息,又可以利用图形传递信息.3.样本数据的频率分布表和频率分布直方图,是通过各小组数据在样本容量中所占比例大小来表示数据的分布规律,它可以让我们更清楚的看到整个样本数据的频率分布情况,并由此估计总体的分布情况.作业:
P71练习:1.(1).
P81习题2.2A组:2.课件22张PPT。2.2 用样本估计总体2.2.1用样本的频率分布估计总体分布第二课时 问题提出 1.列出一组样本数据的频率分布表可以分哪几个步骤进行?第一步,求极差.第二步,决定组距与组数.第三步,确定分点,将数据分组.第四步,统计频数,计算频率,制成 表格. 2.频率分布直方图是在平面直角坐标系中画若干个依次相邻的小长方形,这些小长方形的宽、高和面积在数量上分别表示什么? 3.我们可以用样本数据的频率分布表
和频率分布直方图估计总体的频率分布,当总体中的个体数较多或较少时,统计中用什么方法提取样本数据的相关信息,我们将进一步作些探究.组距、频率除以组距、频率.频率分布
折线图和茎叶图探究1:频率分布折线图与总体密度曲线 思考2:在频率分布直方图中,依次连接各小长方形上端的中点,就得到一条折线,这条折线称为频率分布折线图. 你认为频率分布折线图能大致反映样本数据的频率分布吗? 思考3:当总体中的个体数很多时(如抽样调查全国城市居民月均用水量),随着样本容量的增加,作图时所分的组数增多,组距减少,你能想象出相应的频率分布折线图会发生什么变化吗? 总体密度曲线思考4:在上述背景下,相应的频率分布折线图越来越接近于一条光滑曲线,统计中称这条光滑曲线为总体密度曲线.那么图中阴影部分的面积有何实际意义? 总体在区间(a,b)内取值的百分比. 思考5:当总体中的个体数比较少或样
本数据不密集时,是否存在总体密度曲线?为什么? 不存在,因为组距不能任意缩小. 思考6:对于一个总体,如果存在总体密度曲线,这条曲线是否惟一?能否通过样本数据准确地画出总体密度曲线? 探究(二):茎叶图 频率分布表、频率分布直方图和折线图的主要作用是表示样本数据的分布情况,此外,我们还可以用茎叶图来表示样本数据的分布情况. 【问题】 某赛季甲、乙两名篮球运动员每场比赛的得分情况如下:
甲运动员得分:13,51,23,8,26,38,16,33,14,28,39;
乙运动员得分:49,24,12,31,50,31,44,36,15,37,25,36,39.助教在比赛中将这些数据记录为如下形式: 思考1:你能理解这个图是如何记录这些数据的吗?你能通过该图说明哪个运动员的发挥更稳定吗? 甲运动员得分:13,51,23,8,26,38,16,33,14,28,39;
乙运动员得分:49,24,12,31,50,31,44,36,15,37,25,36,39.思考2:在统计中,上图叫做茎叶图,它也是表示样本数据分布情况的一种方法,其中“茎”指的是哪些数,“叶”指的是哪些数?思考3:对于样本数据:3.1,2.5,2.0,0.8,1.5,1.0,4.3,2.7,3.1,3.5,用茎叶图如何表示? 0123480 50 5 71 1 53思考4:一般地,画出一组样本数据的茎叶图的步骤如何? 第一步,将每个数据分为“茎”(高位)和“叶”(低位)两部分;第二步,将最小的茎和最大的茎之间的数按大小次序排成一列,写在左(右)侧;第三步,将各个数据的叶按大小次序写在茎右(左)侧.思考5:用茎叶图表示数据的分布情况是一种好方法,你认为茎叶图有哪些优点? (1)保留了原始数据,没有损失样本信息;(2)数据可以随时记录、添加或修改. 思考6:比较茎叶图和频率分布表,茎叶图中“茎”和“叶”的数目分别与频率分布表中哪些数目相当? 思考7:对任意一组样本数据,是否都适合用茎叶图表示?为什么? 不适合样本容量很大或茎、叶不分明的样本数据. 知识迁移 (1)频率分布表: 1.000.02
0.08
0.09
0.18
0.28
0.15
0.10
0.06
0.04(2)频率分布直方图: (3)(0.02+0.08+0.09)×500=95(人) 例2 为了了解高一学生的体能情况,某校随机抽取部分学生进行一分钟跳绳次数测试,将所得数据整理后,画出了频率分布直方图.图中从左到右各小长方形的面积之比为2:4:17:15:9:3,第二小组的频数为12.
(1)第二小组的频
率是多少?
(2)样本容量是多
少?
(3)若次数在110以
上(含110次)为达
标,试估计该校全体
高一学生的达标率约
是多少?小结作业1.用样本的频率分布估计总体分布,当总体中的个体数取值很少时,可用茎叶图估计总体分布;当总体中的个体数取值较多时,可将样本数据适当分组,用频率分布表或频率分布直方图估计总体分布.2.总体密度曲线可看成是函数的图象,对一
些特殊的密度曲线,其函数解析式是可求的.3.茎叶图中数据的茎和叶的划分,可根据样本数据的特点灵活决定.作业:
P71练习:3.
P81习题2.2 A组:
1.(1)(2)(3). 课件20张PPT。2.2 用样本估计总体2.2.2用样本的数字特征估计总体的
数字特征 第一课时 问题提出1.对一个未知总体,我们常用样本的频率分布估计总体的分布,其中表示样本数据的频率分布的基本方法有哪些? 2.美国NBA在2006——2007年度赛季中,甲、乙两名篮球运动员在随机抽取的12场比赛中的得分情况如下:
甲运动员得分:12,15,20,25,31,31, 36,36,37,39,44,49.
乙运动员得分:8,13,14,16,23,26,
28,38,39,51,31,29. 如果要求我们根据上面的数据,估计、比较甲,乙两名运动员哪一位发挥得比较稳定,就得有相应的数据作为比较依据,即通过样本数据对总体的数字特征进行研究,用样本的数字特征估计总体的数字特征. 甲运动员得分:12,15,20,25,31,31, 36,36,37,39,44,49.
乙运动员得分:8,13,14,16,23,26,
28,38,39,51,31,29.用样本数字特征估计总体数字特征知识探究(一):众数、中位数和平均数 思考1:在初中我们学过众数、中位数和平均数的概念,这些数据都是反映样本信息的数字特征,对一组样本数据如何求众数、中位数和平均数? 思考2:在城市居民月均用水量样本数据的频率分布直方图中,你认为众数应在哪个小矩形内?由此估计总体的众数是什么? 思考3:在频率分布直方图中,每个小矩形的面积表示什么?中位数左右两侧的直方图的面积应有什么关系?思考4:在城市居民月均用水量样本数据的频率分布直方图中,从左至右各个小矩形的面积分别是0.04,0.08,0.15,0.22,0.25,0.14,0.06,0.04,0.02.由此估计总体的中位数是什么? 0.5-0.04-0.08-0.15-0.22=0.01,0.5×0.1÷0.25=0.02,中位数是2.02. 思考5:平均数是频率分布直方图的“重心”,在城市居民月均用水量样本数据的频率分布直方图中,各个小矩形的重心在哪里?从直方图估计总体在各组数据内的平均数分别为多少?0.25,0.75,1.25,1.75,2.25,
2.75,3.25,3.75,4.25. 思考6:根据统计学中数学期望原理,将频率分布直方图中每个小矩形的面积与小矩形底边中点的横坐标之积相加,就是样本数据的估值平均数. 由此估计总体的平均数是什么?0.25×0.04+0.75×0.08+1.25×0.15+1.75×0.22+2.25×0.25+2.75×0.14+3.25× 0.06+3.75×0.04+4.25×0.02=2.02(t).
平均数是2.02. 平均数与中位数相等,是必然还是巧合?思考7:从居民月均用水量样本数据可知,该样本的众数是2.3,中位数是2.0,平均数是1.973,这与我们从样本频率分布直方图得出的结论有偏差,你能解释一下原因吗? 频率分布直方图损失了一些样本数据,得到的是一个估计值,且所得估值与数据分组有关.注:在只有样本频率分布直方图的情况下,我们可以按上述方法估计众数、中位数和平均数,并由此估计总体特征.思考8:一组数据的中位数一般不受少数几个极端值的影响,这在某些情况下是一个优点,但它对极端值的不敏感有时也会额成为缺点,你能举例说明吗?样本数据的平均数大于(或小于)中位数说明什么问题?你怎样理解“我们单位的收入水平比别的单位高”这句话的含义? 如:样本数据收集有个别差错不影响中位数;大学毕业生凭工资中位数找单位可能收入较低.
平均数大于(或小于)中位数,说明样本数据中存在许多较大(或较小)的极端值.
这句话具有模糊性甚至蒙骗性,其中收入水平是员工工资的某个中心点,它可以是众数、中位数或平均数.知识探究(二):标准差 样本的众数、中位数和平均数常用来表示样本数据的“中心值”,其中众数和中位数容易计算,不受少数几个极端值的影响,但只能表达样本数据中的少量信息. 平均数代表了数据更多的信息,但受样本中每个数据的影响,越极端的数据对平均数的影响也越大.当样本数据质量比较差时,使用众数、中位数或平均数描述数据的中心位置,可能与实际情况产生较大的误差,难以反映样本数据的实际状况,因此,我们需要一个统计数字刻画样本数据的离散程度. 思考1:在一次射击选拔赛中,甲、乙两名运动员各射击10次,每次命中的环数如下:
甲:7 8 7 9 5 4 9 10 7 4
乙:9 5 7 8 7 6 8 6 7 7
甲、乙两人本次射击的平均成绩分别为多少环?思考2:甲、乙两人射击的平均成绩相等,观察两人成绩的频率分布条形图,你能说明其水平差异在那里吗?环数甲的成绩比较分散,极差较大,乙的成绩相对集中,比较稳定.思考3:对于样本数据x1,x2,…,xn,设想通过各数据到其平均数的平均距离来反映样本数据的分散程度,那么这个平均距离如何计算? 思考4:反映样本数据的分散程度的大小,最常用的统计量是标准差,一般用s表示.假设样本数据x1,x2,…,xn的平均数为,则标准差的计算公式是: 那么标准差的取值范围是什么?标准差为0的样本数据有何特点? s≥0,标准差为0的样本数据都相等. 标准差越大离散程度越大,数据较分散;标准差越小离散程度越小,数据较集中在平均数周围. 知识迁移 s甲=2,s乙=1.095. 小结作业1.用样本的数字特征估计总体的数字特征,是指用样本的众数、中位数、平均数和标准差等统计数据,估计总体相应的统计数据.作业:P79练习:1,2,3. 2.平均数对数据有“取齐”的作用,代表一组数据的平均水平.标准差描述一组数据围绕平均数波动的幅度.在实际应用中,我们常综合样本的多个统计数据,对总体进行估计,为解决问题作出决策. 课件18张PPT。2.2 用样本估计总体2.2.2用样本的数字特征估计总体的
数字特征 第二课时 知识回顾1.如何根据样本频率分布直方图,分别估计总体的众数、中位数和平均数?(1)众数:最高矩形下端中点的横坐标.(2)中位数:直方图面积平分线与横轴交点的横坐标.(3)平均数:每个小矩形的面积与小矩形底边中点的横坐标的乘积之和. 2.对于样本数据x1,x2,…,xn,其标准差如何计算? 样本数字特征例题分析知识补充1.标准差的平方s2称为方差,有时用方差代替标准差测量样本数据的离散度.方差与标准差的测量效果是一致的,在实际应用中一般多采用标准差.2.现实中的总体所包含的个体数往往很多,总体的平均数与标准差是未知的,我们通常用样本的平均数和标准差去估计总体的平均数与标准差,但要求样本有较好的代表性.3.对于城市居民月均用水量样本数据,其平均数 ,标准差s=0.868.
在这100个数据中,
落在区间( -s, +s)=[1.105,2.841]外的有28个;
落在区间( -2s, +2s)=[0.237,3.709]外的只有4个;
落在区间( -3s, +3s)=[-0.631,4.577]外的有0个. 一般地,对于一个正态总体,数据落在区间( -s, +s)、 ( -2s, +2s)、( -3s, +3s)内的百分比分别为68.3%、95.4%、99.7%,这个原理在产品质量控制中有着广泛的应用(参考教材P79“阅读与思考”). 例题分析例1 画出下列四组样本数据的条形图,
说明他们的异同点.
(1) 5,5,5,5,5,5,5,5,5;
(2) 4,4,4,5,5,5,6,6,6;(3) 3,3,4,4,5,6,6,7,7;
(4) 2,2,2,2,5,8,8,8,8.
例2 甲、乙两人同时生产内径为25.40mm的一种零件,为了对两人的生产质量进行评比,从他们生产的零件中各随机抽取20件,量得其内径尺寸如下(单位:mm):甲 :
25.46 25.32 25.45 25.39 25.36 25.34 25.42 25.45 25.38 25.42 25.39 25.43 25.39 25.40 25.44 25.40 25.42 25.35 25.41 25.39乙:
25.40 25.43 25.44 25.48 25.48 25.47 25.49 25.49 26.36 25.34 25.33 25.43 25.43 25.32 25.47 25.31 25.32 25.32 25.32 25.48 从生产零件内径的尺寸看,谁生产的零件质量较高? 甲生产的零件内径更接近内径标准,且稳定程度较高,故甲生产的零件质量较高. 说明:1.生产质量可以从总体的平均数与标准差两个角度来衡量,但甲、乙两个总体的平均数与标准差都是不知道的,我们就用样本的平均数与标准差估计总体的平均数与标准差.
2.问题中25.40mm是内径的标准值,而不是总体的平均数.例3 以往招生统计显示,某所大学录取的新生高考总分的中位数基本稳定在550分,若某同学今年高考得了520分,他想报考这所大学还需收集哪些信息?要点:(1)查往年录取的新生的平均分数.若平均数小于中位数很多,说明最低录取线较低,可以报考;
(2)查往年录取的新生高考总分的标准差.若标准差较大,说明新生的录取分数较分散,最低录取线可能较低,可以考虑报考.例4 在去年的足球甲A联赛中,甲队每场比赛平均失球数是1.5,全年比赛失球个数的标准差为1.1;乙队每场比赛平均失球数是2.1,全年比赛失球个数的标准差为0.4.你认为下列说法是否正确,为什么? (1)平均来说甲队比乙队防守技术好;
(2)乙队比甲队技术水平更稳定;
(3)甲队有时表现很差,有时表现又非常 好;
(4)乙队很少不失球.例5 有20种不同的零食,它们的热量含量如下:
110 120 123 165 432 190 174 235 428 318 249 280 162 146 210 120 123 120 150 140(1)以上20个数据组成总体,求总体平均数与总体标准差;
(2)设计一个适当的随机抽样方法,从总体中抽取一个容量为7的样本,计算样本的平均数和标准差.(1)总体平均数为199.75,总体标准差为95.26.(1)以上20个数据组成总体,求总体平均数与总体标准差;
(2)设计一个适当的随机抽样方法,从总体中抽取一个容量为7的样本,计算样本的平均数和标准差.(2)可以用抽签法抽取样本,样本的平均数和标准差与抽取的样本有关.小结作业1.对同一个总体,可以抽取不同的样本,相应的平均数与标准差都会发生改变.如果样本的代表性差,则对总体所作的估计就会产生偏差;如果样本没有代表性,则对总体作出错误估计的可能性就非常大,由此可见抽样方法的重要性.2.在抽样过程中,抽取的样本是具有随机性的,如从一个包含6个个体的总体中抽取一个容量为3的样本就有20中可能抽样,因此样本的数字特征也有随机性.
用样本的数字特征估计总体的数字特征,是一种统计思想,没有惟一答案.3.在实际应用中,调查统计是一个探究性学习过程,需要做一系列工作,我们可以把学到的知识应用到自主研究性课题中去.作业:
P82习题2.2 A组:5,6.
B组:1.课件21张PPT。第一课时 2.3 变量间的相关关系
2.3.1 变量之间的相关关系
2.3.2 两个变量的线性相关问题提出1.函数是研究两个变量之间的依存关系的一种数量形式.对于两个变量,如果当一个变量的取值一定时,另一个变量的取值被惟一确定,则这两个变量之间的关系就是一个函数关系.2.在中学校园里,有这样一种说法:“如果你的数学成绩好,那么你的物理学习就不会有什么大问题.”按照这种说法,似乎学生的物理成绩与数学成绩之间存在着某种关系,我们把数学成绩和物理成绩看成是两个变量,那么这两个变量之间的关系是函数关系吗?3.我们不能通过一个人的数学成绩是多少就准确地断定其物理成绩能达到多少,学习兴趣、学习时间、教学水平等,也是影响物理成绩的一些因素,但这两个变量是有一定关系的,它们之间是一种不确定性的关系.类似于这样的两个变量之间的关系,有必要从理论上作些探讨,如果能通过数学成绩对物理成绩进行合理估计,将有着非常重要的现实意义.变量之间的相关
关系和线性相关知识探究(一):变量之间的相关关系思考1:考察下列问题中两个变量之间的关系:
(1)商品销售收入与广告支出经费;
(2)粮食产量与施肥量;
(3)人体内的脂肪含量与年龄.
这些问题中两个变量之间的关系是函数关系吗? 思考2:“名师出高徒”可以解释为教师的水平越高,学生的水平就越高,那么学生的学业成绩与教师的教学水平之间的关系是函数关系吗?你能举出类似的描述生活中两个变量之间的这种关系的成语吗?思考3:上述两个变量之间的关系是一种非确定性关系,称之为相关关系,那么相关关系的含义如何? 自变量取值一定时,因变量的取值带有一定随机性的两个变量之间的关系,叫做相关关系.思考4:对于一个变量,可以控制其数量大小的变量称为可控变量,否则称为随机变量,那么相关关系中的两个变量有哪几种类型? (1)一个为可控变量,另一个为随机变量;
(2)两个都是随机变量.知识探究(二):散点图 【问题】在一次对人体脂肪含量和年龄关系的研究中,研究人员获得了一组样本数据: 其中各年龄对应的脂肪数据是这个年龄人群脂肪含量的样本平均数.思考1:对某一个人来说,他的体内脂肪含量不一定随年龄增长而增加或减少,但是如果把很多个体放在一起,就可能表现出一定的规律性.观察上表中的数据,大体上看,随着年龄的增加,人体脂肪含量怎样变化?思考2:为了确定年龄和人体脂肪含量之间的更明确的关系,我们需要对数据进行分析,通过作图可以对两个变量之间的关系有一个直观的印象.以x轴表示年龄,y轴表示脂肪含量,你能在直角坐标系中描出样本数据对应的图形吗? 思考3:上图叫做散点图,你能描述一下散点图的含义吗? 在平面直角坐标系中,表示具有相关关系的两个变量的一组数据图形,称为散点图. 思考4:观察散点图的大致趋势,人的年龄的与人体脂肪含量具有什么相关关系? 思考5:在上面的散点图中,这些点散布在从左下角到右上角的区域,对于两个变量的这种相关关系,我们将它称为正相关.一般地,如果两个变量成正相关,那么这两个变量的变化趋势如何? 思考6:如果两个变量成负相关,从整体上看这两个变量的变化趋势如何?其散点图有什么特点? 一个变量随另一个变量的变大而变小,散点图中的点散布在从左上角到右下角的区域.思考7:你能列举一些生活中的变量成正相关或负相关的实例吗? 理论迁移例1 在下列两个变量的关系中,哪些是相关关系?
①正方形边长与面积之间的关系;
②作文水平与课外阅读量之间的关系;
③人的身高与年龄之间的关系;
④降雪量与交通事故的发生率之间的关系.例2 以下是某地搜集到的新房屋的销售价格和房屋的面积的数据:画出数据对应的散点图,并指出销售价格与房屋面积这两个变量是正相关还是负相关. 1.对于两个变量之间的关系,有函数关系和相关关系两种,其中函数关系是一种确定性关系,相关关系是一种非确定性关系.3.一般情况下两个变量之间的相关关系成正相关或负相关,类似于函数的单调性.2.散点图能直观反映两个相关变量之间的大致变化趋势,利用计算机作散点图是简单可行的办法. 小结作业P85练习:1,2 . 作业:课件22张PPT。2.3 变量间的相关关系
2.3.1 变量之间的相关关系
2.3.2 两个变量的线性相关
第二课时
问题提出1. 两个变量之间的相关关系的含义如何?成正相关和负相关的两个相关变量的散点图分别有什么特点?自变量取值一定时,因变量的取值带有一定随机性的两个变量之间的关系.正相关的散点图中的点散布在从左下角到右上角的区域,负相关的散点图中的点散布在从左上角到右下角的区域 2.观察人体的脂肪含量百分比和年龄的样本数据的散点图,这两个相关变量成正相关.我们需要进一步考虑的问题是,当人的年龄增加时,体内脂肪含量到底是以什么方式增加呢?对此,我们从理论上作些研究.回归直线及其方程知识探究(一):回归直线 思考1:一组样本数据的平均数是样本数据的中心,那么散点图中样本点的中心如何确定?它一定是散点图中的点吗? 思考2:在各种各样的散点图中,有些散点图中的点是杂乱分布的,有些散点图中的点的分布有一定的规律性,年龄和人体脂肪含量的样本数据的散点图中的点的分布有什么特点? 这些点大致分布在一条直线附近.思考3:如果散点图中的点的分布,从整体上看大致在一条直线附近,则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.对具有线性相关关系的两个变量,其回归直线一定通过样本点的中心吗?思考4:对一组具有线性相关关系的样本数据,你认为其回归直线是一条还是几条?思考5:在样本数据的散点图中,能否用直尺准确画出回归直线?借助计算机怎样画出回归直线?知识探究(二):回归方程 在直角坐标系中,任何一条直线都有相应的方程,回归直线的方程称为回归方程.对一组具有线性相关关系的样本数据,如果能够求出它的回归方程,那么我们就可以比较具体、清楚地了解两个相关变量的内在联系,并根据回归方程对总体进行估计. 思考1:回归直线与散点图中各点的位置应具有怎样的关系? 整体上最接近 思考2:对于求回归直线方程,你有哪些想法? 可以用 或 ,
其中 . 思考3:对一组具有线性相关关系的样本数据:(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn),设其回归方程为 可以用哪些数量关系来刻画各样本点与回归直线的接近程度? 思考4:为了从整体上反映n个样本数据与回归直线的接近程度,你认为选用哪个数量关系来刻画比较合适? 思考5:根据有关数学原理分析,当
时,总体偏差 为最小,这样
就得到了回归方程,这种求回归方程的方法叫做最小二乘法.回归方程
中,a,b的几何意义分别是什么?思考6:利用计算器或计算机可求得年龄和人体脂肪含量的样本数据的回归方程为
,由此我们可以根据一个人个年龄预测其体内脂肪含量的百分比的回归值.若某人37岁,则其体内脂肪含量的百分比约为多少?20.9%理论迁移 例 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,得到一个卖出的饮料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.当x=2时,y=143.063.小结作业1.求样本数据的线性回归方程,可按下列步骤进行:第一步,计算平均数 , 第二步,求和 , 第三步,计算 第四步,写出回归方程 2.回归方程被样本数据惟一确定,各样本点大致分布在回归直线附近.对同一个总体,不同的样本数据对应不同的回归直线,所以回归直线也具有随机性. 3.对于任意一组样本数据,利用上述公式都可以求得“回归方程”,如果这组数据不具有线性相关关系,即不存在回归直线,那么所得的“回归方程”是没有实际意义的.因此,对一组样本数据,应先作散点图,在具有线性相关关系的前提下再求回归方程.P94习题2.3 A组:2,3.
B组:1.作业:课件19张PPT。第二章 统计 单元复习第一课时 知识结构统计用样本估计总体随机抽样简单随机抽样系统抽样分层抽样变量间的相关关系用样本的频率
布估计总体分布用样本的数字特征估计总体数字特征知识梳理1. 简单随机抽样(1)思想:设一个总体有N个个体, 从中逐个不放回地抽取n个个体作为样本, 如果每次抽取时总体内的各个个体被抽到的机会都相等, 则这种抽样方法叫做简单随机抽样.抽签法:
第一步,将总体中的所有个体编号,并把号码写在形状、大小相同的号签上.
第二步,将号签放在一个容器中,并搅拌均匀.
第三步,每次从中抽取一个号签,连续抽取n次,就得到一个容量为n的样本.(2)步骤:随机数表法:
第一步,将总体中的所有个体编号.
第二步,在随机数表中任选一个数作为起始数.
第三步,从选定的数开始依次向右(向左、向上、向下)读,将编号范围内的数取出,编号范围外的数去掉,直到取满n个号码为止,就得到一个容量为n的样本.2. 系统抽样(1)思想:将总体分成均衡的n个部分,再按照预先定出的规则,从每一部分中抽取1个个体,即得到容量为n的样本.(2)步骤:
第一步,将总体的N个个体编号.
第二步,确定分段间隔k,对编号进行分段.
第三步,在第1段用简单随机抽样确定起始个体编号.
第四步,按照一定的规则抽取样本.3. 分层抽样(1)思想:若总体由差异明显的几部分组成,抽样时,先将总体分成互不交叉的层,然后按照一定的比例,从各层独立地抽取一定数量的个体,再将各层取出的个体合在一起作为样本.(2)步骤:
第一步,计算样本容量与总体的个体数之比.
第二步,将总体分成互不交叉的层,按比例确定各层要抽取的个体数.
第三步,用简单随机抽样或系统抽样在各层中抽取相应数量的个体.
第四步,将各层抽取的个体合在一起,就得到所取样本.4. 频率分布表(1)含义:表示样本数据分布规律的表格.(2)作法:
第一步,求极差.
第二步,决定组距与组数.
第三步,确定分点,将数据分组.
第四步,统计频数,计算频率,制成表格.5. 频率分布直方图(1)含义:表示样本数据分布规律的图形.(2)作法:
第一步,画平面直角坐标系.
第二步,在横轴上均匀标出各组分点,在纵轴上标出单位长度.
第三步,以组距为宽,各组的频率与组距的商为高,分别画出各组对应的小长方形.6. 频率分布折线图 在频率分布直方图中,依次连接各小长方形上端中点得到的一条折线,称为频率分布折线图.7. 总体密度曲线 当总体中的个体数很多时,随着样本容量的增加,所分的组数增多,组距减少,相应的频率分布折线图越来越接近于一条光滑曲线,统计中称这条光滑曲线为总体密度曲线.8. 茎叶图作法:
第一步,将每个数据分为“茎”(高位)和“叶”(低位)两部分;
第二步,将最小的茎和最大的茎之间的数按大小次序排成一列,写在左(右)侧;
第三步,将各个数据的叶按大小次序写在茎右(左)侧.9. 众数、中位数和平均数众数:频率分布直方图最高矩形下端中点的横坐标.中位数:频率分布直方图面积平分线的横坐标.平均数:频率分布直方图中每个小矩形的面积与小矩形底边中点的横坐标之积的总和.10. 标准差11. 相关关系 自变量取值一定时,因变量的取值带有一定随机性的两个变量之间的关系,叫做相关关系.12. 散点图 在平面直角坐标系中,表示具有相关关系的两个变量的一组数据图形,称为散点图. 如果散点图中的点的分布,从整体上看大致在一条直线附近,则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.13. 回归直线14. 回归方程巩固练习例1 为了了解某地参加计算机水平测试的5000名学生的成绩,从中抽取了200名学生的成绩进行统计分析,在这个问题中,5000名学生成绩的全体是 ( )
A. 总体 B. 个体
C. 从总体中抽取的一个样本 D. 样本的容量A 例2 在2002年春季,一家著名的全国性连锁服装店,进行了一项关于当年秋季服装流行色的民意调查.调查者通过向顾客发放饮料,并让顾客通过挑选饮料杯上印着的颜色来对自己喜欢的服装颜色“投票”.根据这次调查,在某大城市A,服装颜色的众数是红色,而当年全国服装协会发布的是咖啡色.
(1)这个结果是否代表A城市的人的想法?
(2)你认为这两种调查的差异是由什么原因引起的?(1)这个结果只能说明A城市中光顾这家连锁服装店的人,比其他人较少倾向于选择咖啡色,同时由于光顾连锁店的人是一种方便样本,不能代表A城市其他人的想法.(2)是由样本的代表性引起的.因为A城市的调查结果来自于该市光顾这家连锁服装店的人群,这个样本不能很好地代表全国民众的观点. 例3 某初级中学有学生270人,其中七年级108人,八、九年级各81人,现要利用抽样方法抽取10人参加某项调查.使用分层抽样时,将学生按七、八、九年级依次统一编号为1,2,…,270;使用系统抽样时,将学生随机编号为1,2,…,270,并将整个编号依次分为10段.如果抽到的号码有下列四种情况:
① 7,34,61,88,115,142,169,196,223,250;
② 5,9,100,107,111,121,180,195,200,265;
③ 11,38,65,92,119,146,173,200,227,254;
④ 30,57,84,111,138,165,192,219,246,270.
那么下列判断正确的是 ( )
A. ②③都不能为系统抽样 B. ②④都不能为分层抽样
C. ①④都可能为系统抽样 D. ①③都可能为分层抽样D
作业:
P100复习参考题A组:4,6,7.课件9张PPT。第二章 统计 单元复习第二课时 例1 为了了解某地区高中学生的身体发育情况,抽查了该地区100名年龄在17.5~18岁的男生体重(单位:kg),得到频率分布直方图如下: 求这100名学生中体重在56.5~64.5范围内的人数.40 例2 某商场为了调查旅游鞋的销售情况,抽取了部分顾客购鞋的尺寸,将所得数据整理后,画出频率分布直方图如下:已知图中从左到右前3个小矩形的面积之比为1︰2︰3,第二小组的频数为10.(1)求样本容量的值;
(2)估计购鞋尺寸在37.5~43.5内的顾客所占百分比约是多少?4080% 例3 已知某人5次上班途中所花时间的平均数为10分钟,方差为2分钟,有三次上班途中所花时间分别为9分钟,10分钟和11分钟,求另两次上班途中所花的时间.8分钟,12分钟 例4 某工厂甲、乙两个车间包装同一种产品,在自动包装传送带上,每隔30秒抽一包产品,称其重量是否合格,7次抽查数据记录如下:
甲车间:102,101,99,103,98,99,98;
乙车间:110,115,90,85,75,115,110.
试根据统计原理比较甲、乙两个车间的产品包装质量.甲车间的产品包装质量较稳定. 例5 对某种新品电子元件进行寿命终极度实验,实验数据如下:
试估计总体寿命的平均数.150×0.1 + 250×0.15 + 350×0.4 + 450×0.2 + 550×0.15=365(h) 例6 某工厂经过技术改造后,生产某种产品的产量x吨与相应的生产能耗y吨标准煤有如下几组样本数据:
(1)样本数据是否具有线性相关关系?若是,求出其回归方程;
(2)预测生产100吨产品的生产能耗约需多少吨标准煤?0.7×100+0.35=70.35(吨) 作业:
P101复习参考题
A组:8(1)(2)(3).
B组:1,2.课件23张PPT。第三章 概 率3.1 随机事件的概率3.1.1 随机事件的概率问题提出1.日常生活中,有些问题是能够准确回答的.例如,明天太阳一定从东方升起吗?明天上午第一节课一定是八点钟上课吗?等等,这些事情的发生都是必然的.同时也有许多问题是很难给予准确回答的.例如,你明天什么时间来到学校?明天中午12:10有多少人在学校食堂用餐?你购买的本期福利彩票是否能中奖?等等,这些问题的结果都具有偶然性和不确定性. 2.从辨证的观点看问题,事情发生的偶然性与必然性之间往往存在有某种内在联系.例如,长沙地区一年四季的变化有着确定的、必然的规律,但长沙地区一年里哪一天最热,哪一天最冷,哪一天降雨量最大,那一天下第一场雪等,都是不确定的、偶然的.3.数学理论的建立,往往来自于解决实际问题的需要.对于事情发生的必然性与偶然性,及偶然性事情发生的可能性有多大,我们将从数学的角度进行分析与探究.随机事件的概率知识探究(一):必然事件、不可能事件和随机事件 思考1:考察下列事件:
(1)导体通电时发热;
(2)向上抛出的石头会下落;
(3)在标准大气压下水温升高到100°C会沸腾.
这些事件就其发生与否有什么共同特点? 思考2:我们把上述事件叫做必然事件,你指出必然事件的一般含义吗? 思考3:你能列举一些必然事件的实例吗?思考4:考察下列事件:
(1)在没有水分的真空中种子发芽;(2)在常温常压下钢铁融化;
(3)服用一种药物使人永远年轻.
这些事件就其发生与否有什么共同特点?在条件S下,一定会发生的事件,叫做相对于条件S的必然事件. 思考5:我们把上述事件叫做不可能事件,你指出不可能事件的一般含义吗? 在条件S下,一定不会发生的事件,叫做相对于条件S的不可能事件 思考6:你能列举一些不可能事件的实例吗? 思考7:考察下列事件:
(1)某人射击一次命中目标;
(2)马林能夺取北京奥运会男子乒乓球单打冠军;
(3)抛掷一个骰字出现的点数为偶数. 这些事件就其发生与否有什么共同特点? 思考8:我们把上述事件叫做随机事件,你指出随机事件的一般含义吗? 在条件S下,可能发生也可能不发生的事件,叫做相对于条件S的随机事件. 思考9:你能列举一些随机事件的实例吗? 思考10:必然事件和不可能事件统称为确定事件,确定事件和随机事件统称为事件,一般用大写字母A,B,C,…表示.对于事件A,能否通过改变条件,使事件A在这个条件下是确定事件,在另一条件下是随机事件?你能举例说明吗? 物体的大小常用质量、体积等来度量,学习水平的高低常用考试分数来衡量.对于随机事件,它发生的可能性有多大,我们也希望用一个数量来反映. 知识探究二):事件A发生的频率与概率 思考1:在相同的条件S下重复n次试验,若某一事件A出现的次数为nA,则称nA为事件A出现的频数,那么事件A出现的频率fn(A)等于什么?频率的取值范围是什么? 思考2:历史上曾有人作过抛掷硬币的大量重复试验,结果如下表所示:
在上述抛掷硬币的试验中,正面向上发生的频率的稳定值为多少?0.5思考3:某农科所对某种油菜籽在相同条件下的发芽情况进行了大量重复试验,结果如下表所示:
在上述油菜籽发芽的试验中,每批油菜籽发芽的频率的稳定值为多少? 0.9思考4:上述试验表明,随机事件A在每次试验中是否发生是不能预知的,但是在大量重复试验后,随着试验次数的增加,事件A发生的频率呈现出一定的规律性,这个规律性是如何体现出来的? 事件A发生的频率较稳定,在某个常数附近摆动. 思考5:既然随机事件A在大量重复试验中发生的频率fn(A)趋于稳定,在某个常数附近摆动,那我们就可以用这个常数来度量事件A发生的可能性的大小,并把这个常数叫做事件A发生的概率,记作
P(A).那么在上述抛掷硬币的试验中,正面向上发生的概率是多少?在上述油菜籽发芽的试验中,油菜籽发芽的概率是多少? 思考6:在实际问题中,随机事件A发生的概率往往是未知的(如在一定条件下射击命中目标的概率),你如何得到事件A发生的概率? 通过大量重复试验得到事件A发生的频率的稳定值,即概率. 思考7:在相同条件下,事件A在先后两次试验中发生的频率fn(A)是否一定相等?事件A在先后两次试验中发生的概率 P(A)是否一定相等? 频率具有随机性,做同样次数的重复试验,事件A发生的频率可能不相同;概率是一个确定的数,是客观存在的,与每次试验无关.思考8:必然事件、不可能事件发生的概率分别为多少?概率的取值范围是什么? 思考9:概率为1的事件是否一定发生?概率为0的事件是否一定不发生? 思考10:怎样理解“4月3号长沙地区的降水概率为0.6”的含义? 理论迁移 例1 判断下列事件哪些是必然事件,哪些是不可能事件,哪些是随机事件?
(1)如果a>b,那么a一b>0;
(2)在标准大气压下且温度低于0°C时,冰融化;
(3)从分别标有数字l,2,3,4,5的5张标签中任取一张,得到4号签;
(4)某电话机在1分钟内收到2次呼叫;
〈5)手电筒的的电池没电,灯泡发亮;
(6)随机选取一个实数x,得|x|≥0.例2 某射手在同一条件下进行射击,结果如下表所示:
(1)填写表中击中靶心的频率;
(2)这个射手射击一次,击中靶心的概率约是多少?击中靶心的频率击中靶心的频率0.80.950.880.920.890.910.90小结作业1.概率是频率的稳定值,根据随机事件发生的频率只能得到概率的估计值.2.随机事件A在每次试验中是否发生是不能预知的,但是在大量重复试验后,随着试验次数的增加,事件A发生的频率逐渐稳定在区间[0,1]内的某个常数上(即事件A的概率),这个常数越接近于1,事件A发生的概率就越大,也就是事件A发生的可能性就越大;反之,概率越接近于0,事件A发生的可能性就越小.因此,概率就是用来度量某事件发生的可能性大小的量. 3.任何事件的概率是0~1之间的一个确定的数,小概率(接近0)事件很少发生,大概率(接近1)事件则经常发生,知道随机事件的概率的大小有利于我们作出正确的决策. 作业:
P113 练习:1,2,3. 课件24张PPT。3.1 随机事件的概率3.1.2 概率的意义 问题提出1.在条件S下进行n次重复实验,事件A出现的频数和频率的含义分别如何? 2.概率是反映随机事件发生的可能性大小的一个数据,概率与频率之间有什么联系和区别?它们的取值范围如何? 联系:概率是频率的稳定值;
区别:频率具有随机性,概率是一个
确定的数;
范围:[0,1]. 3.大千世界充满了随机事件,生活中处处有概率.利用概率的理论意义,对各种实际问题作出合理解释和正确决策,是我们学习概率的一个基本目的. 概率的意义探究(一): 概率的正确理解 思考1:连续两次抛掷一枚硬币,可能会出现哪几种结果? “两次正面朝上”,“两次反面朝上”,“一次正面朝上,一次反面朝上”. 思考2:抛掷—枚质地均匀的硬币,出现正、反面的概率都是0.5,那么连续两次抛掷一枚硬币,一定是出现一次正面和一次反面吗? 思考3:试验:全班同学各取一枚同样的硬币,连续抛掷两次,观察它落地后的朝向.将全班同学的试验结果汇总,计算三种结果发生的频率.你有什么发现?随着试验次数的增多,三种结果发生的频率会有什么变化规律? “两次正面朝上”的频率约为0.25,“两次反面朝上” 的频率约为0.25,“一次正面朝上,一次反面朝上” 的频率约为0.5. 思考4:围棋盒里放有同样大小的9枚白棋子和1枚黑棋子,每次从中随机摸出1枚棋子后再放回,一共摸10次,你认为一定有一次会摸到黑子吗?说明你的理由. 不一定.摸10次棋子相当于做10次重复试验,因为每次试验的结果都是随机的,所以摸10次棋子的结果也是随机的.可能有两次或两次以上摸到黑子,也可能没有一次摸到黑子,摸到黑子的概率为1-0.910≈0.6513. 思考5:如果某种彩票的中奖概率为
,那么买1000张这种彩票一定能
中奖吗?为什么? 不一定,理由同上. 买1 000张这种彩票的中奖概率约为
1-0.9991000≈0.632,即有63.2%的可能性中奖,但不能肯定中奖. 探究(二):概率思想的实际应用 随机事件无处不有,生活中处处有概率.利用概率思想正确处理、解释实际问题,应作为学习的一重要内容.思考1:在一场乒乓球比赛前,必须要决定由谁先发球,并保证具有公平性,你知道裁判员常用什么方法确定发球权吗?其公平性是如何体现出来的? 裁判员拿出一个抽签器,它是-个像大硬币似的均匀塑料圆板,一面是红圈,一面是绿圈,然后随意指定一名运动员,要他猜上抛的抽签器落到球台上时,是红圈那面朝上还是绿圈那面朝上。如果他猜对了,就由他先发球,否则,由另一方先发球. 两个运动员取得发球权的概率都是0.5.思考2:某中学高一年级有12个班,要从中选2个班代表学校参加某项活动。由于某种原因,一班必须参加,另外再从二至十二班中选1个班.有人提议用如下的方法:掷两个骰子得到的点数和是几,就选几班,你认为这种方法公平吗?哪个班被选中的概率最大? 不公平,因为各班被选中的概率不全相等,七班被选中的概率最大. 思考3:如果连续10次掷一枚骰子,结果都是出现1点,你认为这枚骰子的质地是均匀的,还是不均匀的?如何解释这种现象? 这枚骰子的质地不均匀,标有6点的那面比较重,会使出现1点的概率最大,更有可能连续10次都出现1点. 如果这枚骰子的质地均匀,那么抛掷一次出现1点的概率为,连续10次都出现1点的概率为 .这是一个小概率事件,几乎不可能发生. 如果我们面临的是从多个可选答案中挑选正确答案的决策任务,那么“使得样本出现的可能性最大”可以作为决策的准则,这种判断问题的方法称为极大似然法.思考4:天气预报是气象专家依据观测到的气象资料和专家们的实际经验,经过分析推断得到的.某地气象局预报说,明天本地降水概率为70%,能否认为明天本地有70%的区域下雨,30%的区域不下雨?你认为应如何理解? 降水概率≠降水区域;明天本地下雨的可能性为70%. 思考5:天气预报说昨天的降水概率为 90%,结果昨天根本没下雨,能否认为这次天气预报不准确?如何根据频率与概率的关系判断这个天气预报是否正确? 不能,概率为90%的事件发生的可能性很大,但“明天下雨”是随即事件,也有可能不发生.收集近50年同日的天气情况,考察这一天下雨的频率是否为90%左右. 思考6:奥地利遗传学家孟德尔从1856年开始用豌豆作试验,他把黄色和绿色的豌豆杂交,第一年收获的豌豆都是黄色的.第二年,他把第一年收获的黄色豌豆再种下,收获的豌豆既有黄色的又有绿色的.同样他把圆形和皱皮豌豆杂交,第一年收获的豌豆都是圆形的.第二年,他把第一年收获的圆形豌豆再种下,收获的豌豆却既有圆形豌豆,又有皱皮豌豆.类似地,他把长茎的豌豆与短茎的豌豆杂交,第一年长出来的都是长茎的豌豆. 第二年,他把这种杂交长茎豌豆再种下,得到的却既有长茎豌豆,又有短茎豌豆.试验的具体数据如下:孟德尔的豌豆实验表明,外表完全相同的豌豆会长出不同的后代,并且每次试验的显性与隐性之比都接近3︰1,这种现象是偶然的,还是必然的?我们希望用概率思想作出合理解释.思考7:在遗传学中有下列原理:
(1)纯黄色和纯绿色的豌豆均由两个特征因子组成,下一代是从父母辈中各随机地选取一个特征组成自己的两个特征.
(2)用符号AA代表纯黄色豌豆的两个特征,符号BB代表纯绿色豌豆的两个特征.
(3)当这两种豌豆杂交时,第一年收获的豌豆特征为:AB.把第一代杂交豌豆再种下时,第二年收获的豌豆特征为: AA,AB,BB. 黄色豌豆(AA,AB)︰绿色豌豆(BB)
≈3︰1 (4)对于豌豆的颜色来说.A是显性因子,B是隐性因子.当显性因子与隐性因子组合时,表现显性因子的特性,即AA,AB都呈黄色;当两个隐性因子组合时才表现隐性因子的特性,即BB呈绿色.
在第二代中AA,AB,BB出现的概率分别是多少?黄色豌豆与绿色豌豆的数量比约为多少?知识迁移 例1 为了估计水库中的鱼的尾数,先从水库中捕出2 000尾鱼,给每尾鱼作上记号(不影响其存活),然后放回水库.经过适当的时间,让其和水库中其余的鱼充分混合,再从水库中捕出500尾鱼,其中有记号的鱼有40尾,试根据上述数据,估计这个水库里鱼的尾数. 例2 在足球点球大战中,球的运行只有两种状态,即进球或被扑出.球员射门有6个方向:中下,中上,左下,左上,右下,右上,门将扑球有5种选择:不动.左下,右下,左上,右上.如果
①不动可扑出中下和中上两个方向的点球;②左下可扑出左下和中下两个方向的点球;③右下可扑出右下和中下两个方向的点球;④左上可扑出左上方向的点球;
⑤右上可扑出右上方向的点球.
那么球员应选择哪个方向射门,才能使进球的概率最大? 小结作业1.概率是描述随机事件发生的可能性大小的一个数量,即使是大概率事件,也不能肯定事件一定会发生,只是认为事件发生的可能性大.2.孟德尔通过试验、观察、猜想、论证,从
豌豆实验中发现遗传规律是一种统计规律,
这是一种科学的研究方法,我们应认真体会
和借鉴. 3.利用概率思想正确处理和解释实际问题,是一种科学的理性思维,在实践中要不断巩固和应用,提升自己的数学素养. 作业:
P118 练习:3.
P123习题3.1A组:2,3.课件24张PPT。3.1.3 概率的基本性质 3.1 随机事件的概率问题提出1. 两个集合之间存在着包含与相等的关系,集合可以进行交、并、补运算,你还记得子集、等集、交集、并集和补集的含义及其符号表示吗? 2. 我们可以把一次试验可能出现的结果看成一个集合(如连续抛掷两枚硬币),那么必然事件对应全集,随机事件对应子集,不可能事件对应空集,从而可以类比集合的关系与运算,分析事件之间的关系与运算,使我们对概率有进一步的理解和认识. 概率的基本性质知识探究(一):事件的关系与运算 在掷骰子试验中,我们用集合形式定义如下事件:C1={出现1点},C2={出现2点},
C3={出现3点},C4={出现4点},
C5={出现5点},C6={出现6点},
D1={出现的点数不大于1},
D2={出现的点数大于4},
D3={出现的点数小于6},
E={出现的点数小于7},
F={出现的点数大于6},
G={出现的点数为偶数},
H={出现的点数为奇数},等等.思考1:上述事件中哪些是必然事件?哪些是随机事件?哪些是不可能事件?思考2:如果事件C1发生,则一定有哪些事件发生?在集合中,集合C1与这些集合之间的关系怎样描述? 思考3:一般地,对于事件A与事件B,如何理解事件B包含事件A(或事件A包含于事件B)?特别地,不可能事件用Ф表示,它与任何事件的关系怎样约定? 如果当事件A发生时,事件B一定发生,则B A ( 或A B );任何事件都包含不可能事件.思考4:分析事件C1与事件D1之间的包含关系,按集合观点这两个事件之间的关系应怎样描述? 思考5:一般地,当两个事件A、B满足什么条件时,称事件A与事件B相等? 思考6:如果事件C5发生或C6发生,就意味着哪个事件发生?反之成立吗? 若B A,且A B,则称事件A与事件B相等,记作A=B. 思考7:事件D2称为事件C5与事件C6的并事件(或和事件),一般地,事件A与事件B的并事件(或和事件)是什么含义? 当且仅当事件A发生或事件B发生时,事件C发生,则称事件C为事件A与事件B的并事件(或和事件),记作 C=A∪B(或A+B). 思考8:类似地,当且仅当事件A发生且事件B发生时,事件C发生,则称事件C为事件A与事件B的交事件(或积事件),记作C=A∩B(或AB),在上述事件中能找出这样的例子吗? 思考9:两个集合的交可能为空集,两个事件的交事件也可能为不可能事件,即A∩B=Ф,此时,称事件A与事件B互斥,那么在一次试验中,事件A与事件B互斥的含义怎样理解?在上述事件中能找出这样的例子吗? 事件A与事件B不会同时发生.思考10:若A∩B为不可能事件,A∪B为必然事件,则称事件A与事件B互为对立事件,那么在一次试验中,事件A与事件B互为对立事件的含义怎样理解?在上述事件中能找出这样的例子吗? 事件A与事件B有且只有一个发生.思考11:事件A与事件B的和事件、积事件,分别对应两个集合的并、交,那么事件A与事件B互为对立事件,对应的集合A、B是什么关系?集合A与集合B互为补集.思考12:若事件A与事件B相互对立,那么事件A与事件B互斥吗?反之,若事件A与事件B互斥,那么事件A与事件B相互对立吗? 知识探究(二):概率的几个基本性质 思考1:概率的取值范围是什么?必然事件、不可能事件的概率分别是多少? 思考2:如果事件A与事件B互斥,则事件A∪B发生的频数与事件A、B发生的频数有什么关系?fn(A∪B)与fn(A)、fn(B)有什么关系?进一步得到P(A∪B)与P(A)、P(B)有什么关系? 若事件A与事件B互斥,则A∪B发生的频数等于事件A发生的频数与事件B发生的频数之和,且 P(A∪B)=P(A)+ P(B),这就是概率的加法公式. 思考3:如果事件A与事件B互为对立事件,则P(A∪B)的值为多少?P(A∪B)与P(A)、P(B)有什么关系?由此可得什么结论? 若事件A与事件B互为对立事件,则
P(A)+P(B)=1. 思考4:如果事件A与事件B互斥,那么
P(A)+P(B)与1的大小关系如何? P(A)+P(B)≤1. 思考5:如果事件A1,A2,…,An中任何两个都互斥,那么事件(A1+A2+…+An)的含义如何?
P(A1+A2+…+An)与P(A1),
P(A2),…,P(An)有什么关系? 事件(A1+A2+…+An)表示事件A1,A2,…,An中有一个发生;
P(A1+A2+…+An)= P(A1)+P(A2)+ … +P(An).思考6:对于任意两个事件A、B, P(A∪B)一定比P(A)或P(B)大吗? P(A∩B)一定比P(A)或P(B)小吗?知识迁移 例1 某射手进行一次射击,试判断下列事件哪些是互斥事件?哪些是对立事件?
事件A:命中环数大于7环;
事件B:命中环数为10环;
事件C:命中环数小于6环;
事件D:命中环数为6、7、8、9、10环.事件A与事件C互斥,事件B与事件C互斥,事件C与事件D互斥且对立. 例2 一个人打靶时连续射击两次
事件“至少有一次中靶”的互斥事件是 ( )
至多有一次中靶
B.两次都中靶
C. 只有一次中靶
D. 两次都不中靶D 例3 把红、蓝、黑、白4张纸牌随机分给甲、乙、丙、丁四人,每人分得一张,那么事件“甲分得红牌”与事件“乙分得红牌”是 ( )
A.对立事件
B. 互斥但不对立事件
C.必然事件
D. 不可能事件BP(C)=P(A∪B)= P(A)+P(B)=0.5,P(D)=1- P(C)=0.5. 例4 如果从不包括大小王的52张扑克牌中随机抽取一张,那么取到红心(事件A)的概率是 ,取到方片(事件B)的概率是 ,问:
(l)取到红色牌(事件C)的概率是多少?
(2)取到黑色牌(事件D)的概率是多少? 例5 袋中有12个小球,分别为红球、黑球、黄球、绿球,从中任取一球,已知得到红球的概率是 ,得到黑球或黄球的概率是 ,得到黄球或绿球的概率也是 ,试求得到黑球、黄球、绿球的概率分别是多少?小结作业1.事件的各种关系与运算,可以类比集合的关系与运算,互斥事件与对立事件的概念的外延具有包含关系,即{对立事件} {互斥事件}. 2.在一次试验中,两个互斥事件不能同时发生,它包括一个事件发生而另一个事件不发生,或者两个事件都不发生,两个对立事件有且仅有一个发生. 3.事件(A+B)或(A∪B),表示事件A与事件B至少有一个发生,事件(AB)或A∩B,表示事件A与事件B同时发生.作业:P121练习:1,2,3.
P124习题3.1 A组:5,6.4.概率加法公式是对互斥事件而言的,一般地,P(A∪B)≤P(A)+P(B).课件19张PPT。3.2 古典概型3.2.1 古典概型问题提出1.两个事件之间的关系包括包含事件、相等事件、互斥事件、对立事件,事件之间的运算包括和事件、积事件,这些概念的含义分别如何? 若事件A发生时事件B一定发生,则 .
若事件A发生时事件B一定发生,反之亦
然,则A=B.若事件A与事件B不同时发
生,则A与B互斥.若事件A与事件B有且
只有一个发生,则A与B相互对立.2.概率的加法公式是什么?对立事件的概率有什么关系?若事件A与事件B互斥,则 P(A+B)=P(A)+P(B). 若事件A与事件B相互对立,则 P(A)+P(B)=1. 3.通过试验和观察的方法,可以得到一些事件的概率估计,但这种方法耗时多,操作不方便,并且有些事件是难以组织试验的.因此,我们希望在某些特殊条件下,有一个计算事件概率的通用方法.古典概型思考1:抛掷两枚质地均匀的硬币,有哪几种可能结果?连续抛掷三枚质地均匀的硬币,有哪几种可能结果? (正,正),(正,反), (反,正),(反,反);(正,正,正),(正,正,反),(正,反,正),(反,正,正),
(正,反,反),(反,正,反),(反,反,正),(反,反,反).知识探究(一):基本事件 思考2:上述试验中的每一个结果都是随机事件,我们把这类事件称为基本事件.在一次试验中,任何两个基本事件是什么关系? 互斥关系 思考3:在连续抛掷三枚质地均匀的硬币的试验中,随机事件“出现两次正面和一次反面”,“至少出现两次正面”分别由哪些基本事件组成? 思考4:综上分析,基本事件有哪两个特征? (1)任何两个基本事件是互斥的;(2)任何事件(除不可能事件)都可以表示成基本事件的和.思考5:从字母a,b,c,d中任意取出两个不同字母的试验中,有哪些基本事件?事件“取到字母a”是哪些基本事件的和?A={a,b},B={a,c},C={a,d},D={b,c},E={b,d},F={c,d};A+B+C.知识探究(二):古典概型 思考1:抛掷一枚质地均匀的骰子有哪些基本事件?每个基本事件出现的可能性相等吗? 思考2:抛掷一枚质地不均匀的硬币有哪些基本事件?每个基本事件出现的可能性相等吗?思考3:从所有整数中任取一个数的试验中,其基本事件有多少个? 无数个思考4:如果一次试验中所有可能出现的基本事件只有有限个(有限性),且每个基本事件出现的可能性相等(等可能性),则具有这两个特点的概率模型称为古典概型. 在射击练习中,“射击一次命中的环数”是古典概型吗?为什么? 不是,因为命中的环数的可能性不相等. 思考5:随机抛掷一枚质地均匀的骰子是古典概型吗?每个基本事件出现的概率是多少?你能根据古典概型和基本事件的概念,检验你的结论的正确性吗?P(“1点”)= P(“2点”)= P(“3点”)= P(“4点”)=P(“5点”)= P(“6点”)P(“1点”)+P(“2点”)+ P(“3点”)+ P(“4点”)+P(“5点”)+ P(“6点”)=1.思考6:一般地,如果一个古典概型共有n个基本事件,那么每个基本事件在一次试验中发生的概率为多少?思考7:随机抛掷一枚质地均匀的骰子,利用基本事件的概率值和概率加法公式,“出现偶数点”的概率如何计算?“出现不小于2点” 的概率如何计算?思考8:考察抛掷一枚质地均匀的骰子的基本事件总数,与“出现偶数点”、“出现不小于2点”所包含的基本事件的个数之间的关系,你有什么发现?P(“出现偶数点”)=“出现偶数点”所包含的基本事件的个数÷基本事件的总数; P(“出现不小于2点”)=“出现不小于2点”所包含的基本事件的个数÷基本事件的总数. 思考9:一般地,对于古典概型,事件A在一次试验中发生的概率如何计算?P(A)=事件A所包含的基本事件的个数÷基本事件的总数. 思考10:从集合的观点分析,如果在一次试验中,等可能出现的所有n个基本事件组成全集U,事件A包含的m个基本事件组成子集A,那么事件A发生的概率 P(A)等于什么?特别地,当A=U,A=Ф时,P(A)等于什么?理论迁移 例1 单选题是标准化考试中常用的题型,一般是从A,B,C,D四个选项中选择一个正确答案.如果考生掌握了考查的内容,他可以选择唯一正确的答案,假设考生不会做,他随机地选择一个答案,问他答对的概率是多少? 0.25 例2 同时掷两个骰子,计算:
(1)一共有多少种不同的结果?
(2)其中向上的点数之和是7的结果有多少种?
(3)向上的点数之和是5的概率是多少?36;6;1/6. 例3 假设储蓄卡的密码由4个数字组成,每个数字可以是0,1,2,…,9十个数字中的任意一个.假设一个人完全忘记了自己的储蓄卡密码,问他到自动取款机上随机试一次密码就能取到钱的概率是多少?0.00001 例4 某种饮料每箱装6听,如果其中有2听不合格,质检人员依次不放回从某箱中随机抽出2听,求检测出不合格产品的概率.8÷30+8÷30+2÷30=0.6小结作业1.基本事件是一次试验中所有可能出现的最小事件,且这些事件彼此互斥.试验中的事件A可以是基本事件,也可以是有几个基本事件组合而成的. 2.有限性和等可能性是古典概型的两个本质特点,概率计算公式P(A)=事件A所包含的基本事件的个数÷基本事件的总数,只对古典概型适用 3.有限性和等可能性是古典概型的两个本质特点,概率计算公式P(A)=事件A所包含的基本事件的个数÷基本事件的总数,只对古典概型适用 作业:
P133~134习题3.2 A组 : 1,2,3,4. 课件20张PPT。3.2.2 (整数值)随机数的产生3.2 古典概型问题提出 1.基本事件、古典概型分别有哪些特点? 基本事件:(1)任何两个基本事件是互斥的;(2)任何事件(除不可能事件)都可以表示成基本事件的和.古典概型:(1)试验中所有可能出现的基本事件只有有限个(有限性);
(2)每个基本事件出现的可能性相等(等可能性). 2.在古典概型中,事件A发生的概率如何计算? 3.通过大量重复试验,反复计算事件发生的频率,再由频率的稳定值估计概率,是十分费时的.对于实践中大量非古典概型的事件概率,又缺乏相关原理和公式求解.因此,我们设想通过计算机模拟试验解决这些矛盾. P(A)=事件A所包含的基本事件的个数÷基本事件的总数. (整数值)
随机数的产生探究1:随机数的产生 思考1:对于某个指定范围内的整数,每次从中有放回随机取出的一个数都称为随机数. 那么你有什么办法产生1~20之间的随机数 . 抽签法思考2:随机数表中的数是0~9之间的随机数,你有什么办法得到随机数表? 我们可以利用计算器产生随机数,其操作方法见教材P130及计算器使用说明书.我们也可以利用计算机产生随机数,(1)选定Al格,键人“=RANDBETWEEN(0,9)”,按Enter键,则在此格中的数是随机产生数;(2)选定Al格,点击复制,然后选定要产生随机数的格,比如A2至A100,点击粘贴,则在A1至A100的数均为随机产生的0~9之间的数,这样我们就很快就得到了100个0~9之间的随机数,相当于做了100次随机试验.用Excel演示: 思考3:若抛掷一枚均匀的骰子30次,如果没有骰子,你有什么办法得到试验的结果? 用Excel演示,由计算器或计算机产生30个1~6之间的随机数. 思考4:若抛掷一枚均匀的硬币50次,如果没有硬币,你有什么办法得到试验的结果? 用Excel演示,记1表示正面朝上,0表示反面朝上,由计算器或计算机产生50个0,1两个随机数.思考5:一般地,如果一个古典概型的基本事件总数为n,在没有试验条件的情况下,你有什么办法进行m次实验,并得到相应的试验结果? 将n个基本事件编号为1,2,…,n,由计算器或计算机产生m个1~n之间的随机数. 思考6:如果一次试验中各基本事件不都是等可能发生,利用上述方法获得的试验结果可靠吗? 探究(二):随机模拟方法 思考1:对于古典概型,我们可以将随机试验中所有基本事件进行编号,利用计算器或计算机产生随机数,从而获得试验结果.这种用计算器或计算机模拟试验的方法,称为随机模拟方法或蒙特卡罗方法(Monte Carlo).你认为这种方法的最大优点是什么? 不需要对试验进行具体操作,可以广泛应用到各个领域.思考2:用随机模拟方法抛掷一枚均匀的硬币100次,那么如何统计这100次试验中“出现正面朝上”的频数和频率. 除了计数统计外,我们也可以利用计算机统计频数和频率,用Excel演示.(1)选定C1格,键人频数函数“=FREQUENCY(Al:A100,0.5)”,按Enter键,则此格中的数是统计Al至Al00中比0.5小的数的个数,即0出现的频数,也就是反面朝上的频数;(2)选定Dl格,键人“=1-C1/1OO”,按Enter键,在此格中的数是这100次试验中出现1的频率,即正面朝上的频率.思考3:把抛掷两枚均匀的硬币作为一次试验,则一次试验中基本事件的总数为多少?若把这些基本事件数字化,可以怎样设置? 可以用0表示第一枚出现正面,第二枚出现反面,1表示第一枚出现反面,第二枚出现正面,2表示两枚都出现正面,3表示两枚都出现反面. 思考4:用随机模拟方法抛掷两枚均匀的硬币100次,如何估计出现一次正面和一次反面的概率? 用频率估计概率,Excel演示. 知识迁移 例1 利用计算机产生20个1~100之间的取整数值的随机数. 例2 天气预报说,在今后的三天中,每一天下雨的概率均为40%,用随机模拟方法估计这三天中恰有两天下雨的概率约是多少?要点分析:(1)今后三天的天气状况是随机的,共有四种可能结果,每个结果的出现不是等可能的. (2)用数字1,2,3,4表示下雨,数字5,6,7,8,9,0表示不下雨,体现下雨的概率是40%.(3)用计算机产生三组随机数,代表三天的天气状况.(4)产生30组随机数,相当于做30次重复试验,以其中表示恰有两天下雨的随机数的频率作为这三天中恰有两天下雨的概率的近似值. Excel演示 (5)据有关概率原理可知,这三天中恰有两天下雨的概率P=3×0.42×0.6=0.288. 例3 掷两粒骰子,计算出现点数之和为7的概率,利用随机模拟方法试验200次,计算出现点数之和为7的频率,并分析两个结果的联系和差异.小结作业1.用计算机或计算器产生的随机数,是依照确定的算法产生的数,具有周期性(周期很长),这些数有类似随机数的性质,但不是真正意义上的随机数,称为伪随机数. 2.随机模拟方法是通过将一次试验所有
等可能发生的结果数字化,由计算机或
计算器产生的随机数,来替代每次试验
的结果,其基本思想是用产生整数值随
机数的频率估计事件发生的概率,这是
一种简单、实用的科研方法,在实践中
有着广泛的应用.作业:
P134 A组: 5,6.
B组: 1,2.课件18张PPT。3.3 几何概型 3.3.1 几何概型 问题提出1.计算随机事件发生的概率,我们已经学习了哪些方法? (1)通过做试验或计算机模拟,用频率估计概率;(2)利用古典概型的概率公式计算.(1)试验中所有可能出现的基本事件只有有限个(有限性);3.在现实生活中,常常会遇到试验的所有可能结果是无穷多的情况,这时就不能用古典概型来计算事件发生的概率.对此,我们必须学习新的方法来解决这类问题.(2)每个基本事件出现的可能性相等(等可能性).2.古典概型有哪两个基本特点?几何概型知识探究(一):几何概型的概念思考1:某班公交车到终点站的时间可能是11:30~12:00之间的任何一个时刻;往一个方格中投一粒芝麻,芝麻可能落在方格中的任何一点上.这两个试验可能出现的结果是有限个,还是无限个?若没有人为因素,每个试验结果出现的可能性是否相等?思考2:下图中有两个转盘,甲乙两人玩转盘游戏,规定当指针指向B区域时,甲获胜,否则乙获胜.你认为甲获胜的概率分别是多少?思考3:上述每个扇形区域对应的圆弧的长度(或扇形的面积)和它所在位置都是可以变化的,从结论来看,甲获胜的概率与字母B所在扇形区域的哪个因素有关?哪个因素无关?与扇形的弧长(或面积)有关,与扇形区域所在的位置无关.思考4: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型. 参照古典概型的特性,几何概型有哪两个基本特征?(1)可能出现的结果有无限多个;(2)每个结果发生的可能性相等.思考5:某班公交车到终点站的时间等可能是11:30~12:00之间的任何一个时刻,那么“公交车在11:40~11:50到终点站”这个随机事件是几何概型吗?若是,怎样理解其几何意义?知识探究(二):几何概型的概率 对于具有几何意义的随机事件,或可以化归为几何问题的随机事件,一般都有几何概型的特性,我们希望建立一个求几何概型的概率公式.思考1:有一根长度为3m的绳子,拉直后在任意位置剪断,那么剪得的两段的长度都不小于1m的概率是多少?你是怎样计算的?思考2:在玩转盘游戏中,对于下列两个转盘,甲获胜的概率分别是多少?你是怎样计算的?思考3:射箭比赛的箭靶涂有五个彩色的分环,从外向内依次为白色、黑色、蓝色、红色,靶心是金色,金色靶心叫“黄心”.奥运会射箭比赛的靶面直径是122cm,黄心直径是12.2cm,运动员在距离靶面70m外射箭.假设射箭都等可能射中靶面内任何一点,那么如何计算射中黄心的概率?思考4:在装有5升纯净水的容器中放入一个病毒,现从中随机取出1升水,那么这1升水中含有病毒的概率是多少?你是怎样计算的?思考5:一般地,在几何概型中事件A发生的概率有何计算公式?思考6: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. 理论迁移 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. 例2 甲乙两人相约上午8点到9点在某地会面,先到者等候另一人20分钟,过时离去,求甲乙两人能会面的概率.1.几何概型是不同于古典概型的又一个最基本、最常见的概率模型,其概率计算原理通俗、简单,对应随机事件及试验结果的几何量可以是长度、面积或体积.小结作业作业:
P140 练习: 1,2.
P142 习题3.3A组:1.2.如果一个随机试验可能出现的结果有无限多个,并且每个结果发生的可能性相等,那么该试验可以看作是几何概型.通过适当设置,将随机事件转化为几何问题,即可利用几何概型的概率公式求事件发生的概率.课件18张PPT。3.3.2 均匀随机数的产生 3.3 几何概型 问题提出1.几何概型的含义是什么?它有哪两个基本特点?含义: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)成比例的概率模型.特点:(1)可能出现的结果有无限多个;
(2)每个结果发生的可能性相等.2.在几何概型中,事件A发生的概率计算公式是什么?3.我们可以利用计算器或计算机产生整数值随机数,还可以通过随机模拟方法求古典概型的概率近似值,对于几何概型,我们也可以进行上述工作.均匀随机数的产生知识探究(一):均匀随机数的产生 思考1:一个人到单位的时间可能是8:00~9:00之间的任何一个时刻,若设定他到单位的时间为8点过X分种,则X可以是0~60之间的任何一刻,并且是等可能的.我们称X服从[0,60]上的均匀分布,X为[0,60]上的均匀随机数.一般地,X为[a,b]上的均匀随机数的含义如何?X的取值是离散的,还是连续的?X在区间[a,b]上等可能取任意一个值;X的取值是连续的.思考2:我们常用的是[0,1]上的均匀随机数,可以利用计算器产生(见教材P137).如何利用计算机产生0~1之间的均匀随机数?用Excel演示.
(1)选定Al格,键人“=RAND()”,按Enter键,则在此格中的数是随机产生的[0,1]上的均匀随机数;(2)选定Al格,点击复制,然后选定要产生随机数的格,比如A2~A100,点击粘贴,则在A1~A100的数都是[0,1]上的均匀随机数.这样我们就很快就得到了100个0~1之间的均匀随机数,相当于做了100次随机试验.思考3:计算机只能产生[0,1]上的均匀随机数,如果试验的结果是区间[a,b]上等可能出现的任何一个值,则需要产生[a,b]上的均匀随机数,对此,你有什么办法解决? 首先利用计算器或计算机产生[0,1]上的均匀随机数X=RAND, 然后利用伸缩和平移变换: Y=X*(b—a)+a计算Y的值,则Y为[a,b]上的均匀随机数.思考4:利用计算机产生100个[2,6]上的均匀随机数,具体如何操作?(1)在A1~A100产生100个0~1之间的均匀随机数;(2)选定Bl格,键人“=A1*4+2”,按Enter键,则在此格中的数是随机产生的
[2,6]上的均匀随机数;(3)选定Bl格,拖动至B100,则在B1~B100的数都是[2,6]上的均匀随机数.知识探究(二):随机模拟方法 思考1: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,你父亲离开家去上班的时间在早上7:00~8:00之间,如果把“你父亲在离开家之前能得到报纸”称为事件A,那么事件A是哪种类型的事件?随机事件思考2:设X、Y为[0,1]上的均匀随机数,6.5+X表示送报人到达你家的时间,7+Y表示父亲离开家的时间,若事件A发生,则X、Y应满足什么关系? 7+Y >6.5+X,即Y>X-0.5. 思考3:如何利用计算机做100次模拟试验,计算事件A发生的频率,从而估计事件A发生的概率?(1)在A1~A100,B1~B100产生两组[0,1]上的均匀随机数;(2)选定D1格,键入“=A1-B1”,按Enter键. 再选定Dl格,拖动至D100,则在D1~D100的数为Y-X的值;(3)选定E1格,键入“=FREQUENCY(D1:D100,-0.5)”,统计D列中小于-0.5的数的频数;思考4:设送报人到达你家的时间为x,父亲离开家的时间为y,若事件A发生,则x、y应满足什么关系? 6.5≤x≤7.5,7≤y≤8,y≥x. 思考5:你能画出上述不等式组表示的平面区域吗?思考6:根据几何概型的概率计算公式,事件A发生的概率为多少?理论迁移 例1 在下图的正方形中随机撒一把豆子,如何用随机模拟的方法估计圆周率的值.(1)圆面积︰正方形面积=落在圆中的豆子数︰落在正方形中的豆子数.
(2)设正方形的边长为2,则 落在圆中的豆子数÷落在正方形中的豆子数×4. 例2 利用随机模拟方法计算由y=1和y=x2 所围成的图形的面积.以直线x=1,x=-1,y=0,y=1为边界作矩形,
用随机模拟方法计算落在抛物区域内的均匀
随机点的频率,则所求区域的面积=频率×2.小结作业1.在区间[a,b]上的均匀随机数与整数值随机数的共同点都是等可能取值,不同点是均匀随机数可以取区间内的任意一个实数,整数值随机数只取区间内的整数.2.利用几何概型的概率公式,结合随机模拟试验,可以解决求概率、面积、参数值等一系列问题,体现了数学知识的应用价值.3.用随机模拟试验不规则图形的面积的基本思想是,构造一个包含这个图形的规则图形作为参照,通过计算机产生某区间内的均匀随机数,再利用两个图形的面积之比近似等于分别落在这两个图形区域内的均匀随机点的个数之比来解决.4.利用计算机和线性变换Y=X*(b-a)+a,可以产生任意区间[a,b]上的均匀随机数,其操作方法要通过上机实习才能掌握.作业:
P142 习题3.3A组:2,3.
B组. 课件15张PPT。第三章 概率 单元复习第一课时 知识结构随机事件随机数与随机模拟知识梳理1.事件的有关概念(1)必然事件:在条件S下,一定会发生的事件.(3)随机事件:在条件S下,可能发生也可能不发生的事件. (2)不可能事件:在条件S下,一定不会发生的事件.2.事件A出现的频率 在相同的条件S下重复n次试验,事件A出现的次数为nA与n的比值,即 3.事件A发生的概率 通过大量重复试验得到事件A发生的频率的稳定值. 4.事件的关系与运算(1)包含事件:如果当事件A发生时,事件B一定发生,则 (或 ).(2)相等事件:若 ,且 , 则A=B.(3)并事件(和事件):当且仅当事件A发生或事件B发生时,事件C发生,则
C=A∪B(或A+B).(4)交事件(积事件):当且仅当事件A发生且事件B发生时,事件C发生,则
C=A∩B(或AB).(5)互斥事件:事件A与事件B不同时发生,即A∩B=Ф.(6)对立事件:事件A与事件B有且只有一个发生,即A∩B为不可能事件,A∪B为必然事件.5.概率的几个基本性质(1)0≤P(A)≤1.(2)若事件A与B互斥,则 P(A∪B)=P(A)+P(B).(3)若事件A与B对立,则 P(A)+P(B)=1.6.基本事件的特点 (1)任何两个基本事件是互斥的;(2)任何事件(除不可能事件)都可以表示成基本事件的和.8.古典概型的概率公式7.古典概型 一次试验中所有可能出现的基本事件只有有限个(有限性),且每个基本事件出现的可能性相等(等可能性).9.几何概型 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.10.几何概型的概率公式 11.随机数(1)整数随机数:对于某个指定范围内的整数,每次从中有放回随机取出的一个数.(2)均匀随机数:在区间[a,b]上等可能取到的任意一个值.12. 随机模拟方法 利用计算器或计算机产生随机数,从而获得试验结果. 巩固练习0.8. 例2 一个射手进行一次射击,指出下列事件中哪些是包含事件?哪些是互斥事件?哪些是对立事件?
事件A:命中环数大于7环; 事件B:命中环数为10环;
事件C:命中环数小于6环; 事件D:命中环数大于5环. 例3 甲、乙两人下中国象棋,已知下成和棋的概率是 ,乙获胜的概率是 ,求:
(1)乙不输的概率; (2)甲获胜的概率.
作业:
P145复习参考题A组:
3,4,5,6.课件8张PPT。第三章 概率 单元复习第二课时 例1 某招呼站每天均有上、中、下等级的客车各一辆经过(开往省城).某天,王先生准备在此招呼站乘车前往省城办事,但他不知道客车的车况及发车的顺序,为了尽可能乘上上等车,他采取如下策略:先放过第一辆,如果第二辆比第一辆好,则上第二辆,否则上第三辆,求王先生乘上上等车的概率. 例2 某三件产品中有两件正品和一件次品,每次从中任取一件,连续取两次,分别在下列条件下,求取出的两件产品中恰有一件次品的概率.
(1)每次取出产品后不放回; (2)每次取出产品后放回. 例3 甲盒中有红、黑、白皮笔记本各3本,乙盒中有黄、黑、白皮笔记本各2本,从两个盒子中各任取一个笔记本,求取出的两个笔记本颜色不同的概率,并设计一种随机模拟方法,估计这个概率的近似值.用数字1,2,3,4分别表示红、黑、白、黄皮笔记本,分别产生100个1~3和2~4的随机数,统计两组随机数取不同数的频数,再计算频率,即得概率的近似值. 例4 在1,2,3,4,5五条线路的公交车都停靠的车站上,张老师等候1,3,4路车.已知每天2,3,4,5路车经过该站的平均次数是相等的,1路车经过该站的次数是其它四路车经过该站的次数之和,若任意两路车不同时到站,求首先到站的公交车是张老师所等候的车的概率. P(A1+A3+A4)= P(A1)+P(A3)+P(A4) 例5 如图,在三角形AOB中,已知
∠AOB=60°,OA=2,OB=5,在线段OB上任取一点C,求△AOC为钝角三角形的概率. 例6 甲、乙两船驶向一个不能同时停泊两艘船的码头,这两艘船在一昼夜内到达该码头的时刻是等可能的,如果甲船停泊时间为1h,乙船停泊时间为2h,求甲、乙两船中任意一艘船都不需要等待码头空出才能进港的概率.作业:
P146复习参考题B组:1,2,3. 课件8张PPT。第三章 概率 单元复习第三课时 例4 在1,2,3,4,5五条线路的公交车都停靠的车站上,张老师等候1,3,4路车.已知每天2,3,4,5路车经过该站的平均次数是相等的,1路车经过该站的次数是其它四路车经过该站的次数之和,若任意两路车不同时到站,求首先到站的公交车是张老师所等候的车的概率. P(A1+A3+A4)= P(A1)+P(A3)+P(A4) 例5 如图,在三角形AOB中,已知
∠AOB=60°,OA=2,OB=5,在线段OB上任取一点C,求△AOC为钝角三角形的概率. 例6 甲、乙两船驶向一个不能同时停泊两艘船的码头,这两艘船在一昼夜内到达该码头的时刻是等可能的,如果甲船停泊时间为1h,乙船停泊时间为2h,求甲、乙两船中任意一艘船都不需要等待码头空出才能进港的概率. 例7 在下图的正方形中随机撒一把豆子,如何用随机模拟的方法估计圆周率的值.(1)圆面积︰正方形面积=落在圆中的豆子数︰落在正方形中的豆子数.
(2)设正方形的边长为2,则 落在圆中的豆子数÷落在正方形中的豆子数×4. 例8 利用随机模拟方法计算由y=1和y=x2 所围成的图形的面积.以直线x=1,x=-1,y=0,y=1为边界作矩形,
用随机模拟方法计算落在抛物区域内的均匀
随机点的频率,则所求区域的面积=频率×2.1.在区间[a,b]上的均匀随机数与整数值随机数的共同点都是等可能取值,不同点是均匀随机数可以取区间内的任意一个实数,整数值随机数只取区间内的整数.2.利用几何概型的概率公式,结合随机模拟试验,可以解决求概率、面积、参数值等一系列问题,体现了数学知识的应用价值.3.用随机模拟试验不规则图形的面积的基本思想是,构造一个包含这个图形的规则图形作为参照,通过计算机产生某区间内的均匀随机数,再利用两个图形的面积之比近似等于分别落在这两个图形区域内的均匀随机点的个数之比来解决.4.利用计算机和线性变换Y=X*(b-a)+a,可以产生任意区间[a,b]上的均匀随机数,其操作方法要通过上机实习才能掌握.课件7张PPT。第三章 概率 单元复习第四课时 例7 在下图的正方形中随机撒一把豆子,如何用随机模拟的方法估计圆周率的值.(1)圆面积︰正方形面积=落在圆中的豆子数︰落在正方形中的豆子数.
(2)设正方形的边长为2,则 落在圆中的豆子数÷落在正方形中的豆子数×4. 例8 利用随机模拟方法计算由y=1和y=x2 所围成的图形的面积的近似值.以直线x=1,x=-1,y=0,y=1为边界作矩形,用随机模拟方法计算落在抛物区域内的均匀随机点的频率,则所求区域的面积=频率×2. 例9 利用随机模拟方法计算由y=2x与x=±1及x轴所围成的图形的面积的近似值.以直线x=1,x=-1,y=0,y=2为边界作正方形,用随机模拟方法计算落在阴影区域内的均匀随机点的频率,则所求区域的面积=频率×4.1.在区间[a,b]上的均匀随机数与整数值随机数的共同点都是等可能取值,不同点是均匀随机数可以取区间内的任意一个实数,整数值随机数只取区间内的整数.2.利用几何概型的概率公式,结合随机模拟试验,可以解决求概率、面积、参数值等一系列问题,体现了数学知识的应用价值.3.用随机模拟试验不规则图形的面积的基本思想是,构造一个包含这个图形的规则图形作为参照,通过计算机产生某区间内的均匀随机数,再利用两个图形的面积之比近似等于分别落在这两个图形区域内的均匀随机点的个数之比来解决.4.利用计算机和线性变换Y=X*(b-a)+a,可以产生任意区间[a,b]上的均匀随机数,其操作方法要通过上机实习才能掌握.作业:
P146复习参考题B组:4. 课件22张PPT。 第一章 算法初步
1.1 算法与程序框图
1.1.1 算法的概念高中新课程数学必修③问题提出1.用计算机解二元一次方程组 .exe2.在上述解二元一次方程组的过程中,计算机是按照一定的指令来工作的,其中最基础的数学理论就是算法,本节课我们就来学习: 算法的概念知识探究(一):算法的概念思考1:在初中,对于解二元一次方程组你学过哪些方法? 思考2:用加减消元法解二元一次方程组 x-2y=-1 ①
2x+y=1 ②的具体步骤是什么?加减消元法和代入消元法思考2:用加减消元法解二元一次方程组
的具体步骤是什么? ①+②×2,得 5x=1 . ③ 解③,得 . ②-①×2,得 5y=3 . ④ 解④,得 .第一步,第二步,第三步,第四步,第五步, 得到方程组的解为 . 第一步,①× - ②× ,得
. ③第二步,解③ ,得 . 第三步,②× - ①× ,得
. ④第四步,解④ ,得 . 思考4:根据上述分析,用加减消元法解二元一次方程组,可以分为五个步骤进行,这五个步骤就构成了解二元一次方程组的一个“算法”.我们再根据这一算法编制计算机程序,就可以让计算机来解二元一次方程组.那么解二元一次方程组的算法包括哪些内容? 思考5:一般地,算法是由按照一定规则解决某一类问题的基本步骤组成的.你认为:
(1)这些步骤的个数是有限的还是无限 的?(2)每个步骤是否有明确的计算任务?思考6:有人对哥德巴赫猜想“任何大于4的偶数都能写成两个质数之和”设计了如下操作步骤:第一步,检验6=3+3,
第二步,检验8=3+5,
第三步,检验10=5+5,
……
利用计算机无穷地进行下去!
请问:这是一个算法吗?思考7:根据上述分析,你能归纳出算法的概念吗? 在数学中,按照一定规则解决某一类问题的明确和有限的步骤称为算法. 知识探究(二):算法的步骤设计思考1:如果让计算机判断7是否为质数,如何设计算法步骤? 第一步,用2除7,得到余数1,所以2不能整除7.第四步,用5除7,得到余数2,所以5不能整除7. 第五步,用6除7,得到余数1,所以6不能整除7. 第二步,用3除7,得到余数1,所以3不能整除7.第三步,用4除7,得到余数3,所以4不能整除7. 因此,7是质数.思考2:如果让计算机判断35是否为质数,如何设计算法步骤? 第一步,用2除35,得到余数1,所以2不能整除35.第二步,用3除35,得到余数2,所以3不能整除35.第三步,用4除35,得到余数3,所以4不能整除35. 第四步,用5除35,得到余数0,所以5能整除35.因此,35不是质数.思考3:整数89是否为质数?如果让计算机判断89是否为质数,按照上述算法需要设计多少个步骤? 第一步,用2除89,得到余数1,所以2不能整除89.第二步,用3除89,得到余数2,所以3不能整除89.第三步,用4除89,得到余数1,所以4不能整除89. …… …… …… ……
第八十七步,用88除89,得到余数1,所以88不能 整除89.因此,89是质数.思考4:用2~88逐一去除89求余数,需要87个步骤,这些步骤基本是重复操作,我们可以按下面的思路改进这个算法,减少算法的步骤.(1)用i表示2~88中的任意一个整数,并从2开始取数;(2)用i除89,得到余数r. 若r=0,则89不是质数;若r≠0,将i用i+1替代,再执行同样的操作; (3)这个操作一直进行到i取88为止.你能按照这个思路,设计一个“判断89是否为质数”的算法步骤吗?用i除89,得到余数r; 令i=2; 若r=0,则89不是质数,结束算法;若r≠0,将i用i+1替代; 判断“i>88”是否成立?若是,则89是质数,结束算法;否则,返回第二步. 第一步, 第四步, 第三步, 第二步, 算法设计:思考5:一般地,判断一个大于2的整数是否为质数的算法步骤如何设计? 第一步,给定一个大于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. 理论迁移 例 设函数f(x)的图象是一条连续不断的曲线,写出用“二分法”求方程 f(x)=0的一个近似解的算法. 第一步,取函数f(x),给定精确度d. 第二步,确定区间[a,b],满足f(a)·f(b)<0. 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.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];对于方程 ,给定d=0.005.小结作业 算法是建立在解法基础上的操作过程,算法不一定要有运算结果,问题答案可以由计算机解决.设计一个解决某类问题的算法的核心内容是设计算法的步骤,它没有一个固定的模式,但有以下几个基本要求: (1)符合运算规则,计算机能操作;(2)每个步骤都有一个明确的计算任务;(4)步骤个数尽可能少;(5)每个步骤的语言描述要准确、简明.(3)对重复操作步骤作返回处理;作业:
P5练习:1,2.