第十一章 算法初步

发布 2022-07-03 00:35:28 阅读 9394

章节结构图。

11.1 算法的含义及程序框图。

一)复习指导。

在数学上,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程序或步骤.算法的特点是程序性、明确性、有限性、普适性、不唯一性.

程序框图又称流程图,是一种用规定的图形、指向线及文字说明来准确、直观地表示算法的图形.要掌握各个图形的形状、作用及使用规则.

算法的基本逻辑结构有三种,即顺序结构、条件分支结构和循环结构.其中顺序结构是最简单的结构,也是最基本的结构,循环结构必然包含条件结构,无论怎样复杂的逻辑结构,都可以通过这三种结构来表达.

条件分支结构主要用在一些需要依据条件进行判断的算法中,如分段函数的求值,数据的大小关系等问题中.循环结构主要用在一些有规律的重复计算的算法中,如累加求和,累乘求积等问题中.在循环结构中,要注意根据条件,设计合理的计数变量、累加变量等,特别要注意循环结构中条件的表述要恰当,精确,以免出现多一次循环或少一次循环的情况.

构成程序框的图形符号及其作用。

二)解题方法指导。

例1.看下面的四段话,其中是解决问题的算法的是( )

a.把高一5班的同学分成两组,高个子参加篮球赛,矮个子参加拔河比赛;

b.把高一5班的同学分成两组,身高达到170cm的参加篮球赛,不足170cm的参加拔河比赛;

c.把a,b的值代入求方程ax=b的解;

d.数清海滩上有多少粒沙子.

例2.试写出判断直线ax+by+c=0与圆(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0)的位置关系的算法.

例3.写出用“二分法”求方程x2-2=0(x>0)的近似解的算法.

例4.给计算机编写一个算法,输入一个自变量x的值,求分段函数的函数值.

例5.画出求使1+2+3+…+n>2010成立的最小自然数n的值的程序框图.

三)体会与感受。

1.重点知识。

2.问题与困惑。

3.经验问题梳理。

11.2 基本算法语句。

一)复习指导。

为了实现算法中三种基本的逻辑结构,各种程序设计语言都包括下列算法语句:输入语句、输出语句、赋值语句、条件语句和循环语句.

1.赋值语句。

在表述一个算法时,经常要引入变量,并赋给该变量一个值.用来表明赋给某一个变量一个具体的确定的值的语句叫做赋值语句.

赋值语句中的格式是:变量名=表达式其中,赋值语句中的“=”号,称为赋值号.

在使用赋值语句中需要注意的问题:赋值号左边只能是变量,不能是表达式;赋值号左右不能对换;不能用赋值语句进行代数式的运算;一个赋值语句只能给一个变量赋值,不能给两个或多个变量赋值;赋值号与数学中的等号的意义不同.

2.输入语句。

在某些算法中,变量的初值要根据情况经常地改变.一般我们把程序和初始数据分开,每次算题时,不改变程序部分,只输入相应的初始数据即可.这个过程的程序语句用“输入语句”控制.

输入语句的一般格式是:变量名=input(“输入提示语”).输入语句要求输入的值只能是具体的常数,不能是函数、变量或表达式,但是可以输入单个或多个字符,用引号引起来.

3.输出语句。

任何求解问题的算法,都要把求解的结果“输出”.所以在任何程序语言中必须有“输出语句”来控制输出.

输出语句的一般格式是:print(%io(2),输出内容)

注意:(1)多个变量值倒序输出;(2)disp语句也表示输出。

4.条件语句。

条件语句是处理条件分支结构的算法语句.

条件语句的一般格式是:

if 表达式。

语句序列1;

else语句序列2;

end5.循环语句。

有规律的重复计算或者在程序中需要对某些语句进行重复的执行,这样就需要用循环语句进行控制.

循环语句的一般格式是:

for 循环变量=初值:步长:终值。

循环体;end

或者是:while 表达式。

循环体;end

注意:(1)“for循环语句”是在循环次数已知时使用的循环,在循环的次数未知时不能使用;(2)“while循环语句”是在未知循环次数的条件下进行的循环,也可以在循环次数已知的循环中使用.

二)解题方法指导。

例1.已知圆锥底面的半径和高.设计一个程序,求圆锥的表面积.

例2.读下列两个程序回答问题:

ⅰ)上述两个程序的运行结果是(1)__2)__

ⅱ)上述两个程序的第三行有什么区别?

例3.编写一个程序,使得任意输入的3个整数按从大到小的顺序输出.

例4.分别用两种循环语句写出求12+22+…+1002的值的程序.

例5.根据下面的程序框图,写出其对应的程序,并说明该程序的功能.

三)体会与感受。

1.重点知识。

2.问题与困惑。

3.经验问题梳理。

例题解析。第十一章算法初步。

11.1 算法的含义及程序图。

例1分析:a:何为高个子,何为矮个子,标准不明确;

c:当a=0时公式是无效的.

d:海滩上的沙子数目太多,步骤超出了合理的范围,所以不可取.

只有b符合算法的三个要求,所以答案是b.

解:选b.说明:本题考查算法的几个要求,如明确性、有限性、普适性等.

例2分析:直线与圆有三种位置关系:若圆心到直线的距离d>r,则直线与圆相离;若d=r,则直线与圆相切;若d<r,则直线与圆相交.因此,我们可先求出圆心到直线的距离d,然后与r比较.

解:第一步:输入圆心的坐标(a,b),直线方程的系数a,b,c和半径r;

第二步:计算z1=aa+bb+c;

第三步:计算z2=a2+b2;

第四步:计算。

第五步:如果d>r,则直线与圆相离;

第六步:如果d=r,则直线与圆相切;

第七步:如果d<r,则直线与圆相交.

说明:本题可将。

二、三、四步合并为一步计算设计算法一定要做到以下要求:

1)写出的算法必须能解决一类问题,并且能够重复使用.

2)要使算法尽量简单、步骤尽量少.

3)要保证算法正确,且计算机能够执行.

例3分析:令f(x)=x2-2,则方程x2-2=0的解就是函数f(x)的零点.

二分法的基本思想是:把函数f(x)的零点所在的区间[a,b](满足f(a)·f(b)<0)“一分为二”,得到[a,m]和[m,b].根据“f(a)·f(m)<0”是否成立,取出零点所在的区间[a,m]或[m,b],仍记为[a,b].对所得的区间[a,b]重复上述步骤,直到包含零点的区间[a,b]“足够小”,则[a,b]内的数可以作为方程的近似解.

解:第一步:令f(x)=x2-2,给定精确度d.

第二步:确定区间[a,b],满足f(a)·f(b)<0.

第三步:取区间中点。

第四步:若f(a)·f(m)<0,则包含零点的区间为[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.

例4分析:此函数为分段函数,如果用程序框图来表示该算法,必然要用到条件分支结构.

解:该算法用自然语言表述为。

s1:输入x的值;

s2:进行判断,如果x≥0,则f(x)=x+2,否则f(x)=x2.

s3:输出结果.

用程序框图可表示为:

说明:画程序框图的规则如下:

1)使用标准的图形符号;(2)框图一般按从上到下、从左到右的方向画;(3)除判断框外,大多数流程图符号只有一个进入点和一个退出点.判断框具有超过一个退出点的唯一符号;(4)判断框分两大类,一类判断框“是”与“否”两分支的判断,而且有且仅有两个结果;另一类是多分支判断,有几种不同的结果;(5)在图形符号内描述的语言要非常简练清楚.

例5分析:由于是累加求和问题,因此应使用循环结构来设计程序框图.

解:程序框图为。

或。说明:循环结构的关键是要理解“累加变量”s和“n=n+1”.每循环一次,s和n都发生变化.注意比较上面两图的区别.

第十一章算法初步

考情展望 1.考查算法的逻辑结构,重点考查循环结构与条件结构,考查写出程序的运行结果 指明算法的功能 补充程序框图等基础知识。2.题型以选择题和填空题为主要考查形式,题型灵活多样,难度中低档 一 算法与程序框图。1 算法。1 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 2 应用 算法通...

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