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1、1.1.1 算法的概念(結(jié))
算法的概念
[例1] 下列語句表述為算法的是( )
①從濟(jì)南到巴黎,可以先乘火車到北京,再坐飛機(jī)抵達(dá);
②利用公式S=ah計(jì)算底為1,高為2的三角形的面積;
③x>2x+4;
④求M(1,2)與N(-3,-5)兩點(diǎn)連線的方程,可先求M,N的斜率, 再利用點(diǎn)斜式方程求得.
A.①②③ B.①③④
C.①②④ D.②③④
[自主解答] 算法是解決問題的步驟與過程,這個(gè)問題并不僅僅限于數(shù)學(xué)問題,①②④都表達(dá)了一種算法.
[答案] C
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算法具有如下特點(diǎn):
(1)確定性:算法中
2、的每一步都應(yīng)該是確定的,并且能有效地執(zhí)行得到確定的結(jié)果,而不能含糊其辭,含有歧義.
(2)有限性:對于一個(gè)算法來說,它的操作步驟必須是有限的,必須在有限的步驟之內(nèi)完成.
(3)普遍性:一個(gè)算法通常設(shè)計(jì)成能解決一類問題,不是僅僅解決一個(gè)單獨(dú)問題.
(4)不唯一性:解決一個(gè)問題可能有多個(gè)算法,但有優(yōu)劣之分,其中操作簡單、步驟少且能解決一類問題的算法稱為最優(yōu)算法.
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1.下列關(guān)于算法的描述正確的是( )
A.算法與求解一個(gè)問題的方法相同
B.算法只能解決一個(gè)問題、不能重復(fù)使用
C.算法的過程要一步一步操
3、作,每步操作必須確切
D.有的算法執(zhí)行完后,可能無結(jié)果
答案:C
算法的設(shè)計(jì)
[例2] 已知長方體的長、寬、高分別為a、b、h設(shè)計(jì)算法求其體積.
[自主解答] 算法如下:
第一步,輸入長方體的長a、寬b、高h(yuǎn).
第二步:計(jì)算V=abh.
第三步:輸出V.
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2.解關(guān)于x的方程ax+2=0(a∈R)寫出算法.
解:第一步:移項(xiàng)得ax=-2,
第二步:當(dāng)a≠0時(shí),x=-,輸出x,
當(dāng)a=0,輸出方程無根.
非數(shù)值性算法的設(shè)計(jì)
[例3]
4、 各種比賽在計(jì)算選手最后得分時(shí),要去掉所有評委對該選手所打分?jǐn)?shù)中的最高分和最低分,試設(shè)計(jì)一個(gè)找出最高分的算法.
[自主解答] 算法如下:
第一步,先假定其中一個(gè)為“最高分”.
第二步,將第二個(gè)分?jǐn)?shù)與“最高分”比較,如果它比“最高分”還高,就假定這個(gè)分?jǐn)?shù)為“最高分”;否則“最高分”不變.
第三步,如果還有其他分?jǐn)?shù),重復(fù)第二步.
第四步,一直到?jīng)]有可比的分?jǐn)?shù)為止,這時(shí)假定的“最高分”就是所有評委打分中的最高分.
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對于非數(shù)值性問題,應(yīng)當(dāng)首先建立過程模型,根據(jù)過程設(shè)計(jì)步驟,完成算法,在設(shè)計(jì)算法時(shí)應(yīng)簡潔、清晰,要善于分析任何可能出現(xiàn)的情況以體現(xiàn)思維的嚴(yán)
5、謹(jǐn)性.
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3.據(jù)《中國體育報(bào)》報(bào)道:對參與競選的5個(gè)夏季奧林匹克運(yùn)動會申辦城市進(jìn)行表決的操作程序是:首先進(jìn)行第一輪投票,如果有一個(gè)城市得票數(shù)超過總票數(shù)的一半,那么該城市將獲得舉辦權(quán);如果所有申辦城市得票數(shù)都不超過總票數(shù)的一半,則將得票最少的城市淘汰,然后進(jìn)行第二輪投票;如果第二輪投票仍沒選出主辦城市,將進(jìn)行第三輪投票,如此重復(fù)投票,直到選出一個(gè)主辦城市為止,寫出投票過程的算法.
解:算法如下:
第一步,投票.
第二步,統(tǒng)計(jì)票數(shù),如果一個(gè)城市得票數(shù)超過總票數(shù)的一半,那么該城市就獲得主辦權(quán),否則淘汰得票數(shù)最少
6、的城市轉(zhuǎn)第一步.
第三步,宣布主辦城市.
寫出求方程組的解的算法.
解:法一:第一步,①×(-)+②,得到(+1)y=-2-,即方程組可化為
第二步,解方程③可得y=-4;④
第三步,將④代入②,可得x-4=-2,x=2;
第四步,輸出2,-4.
算法二:第一步,由②式可以得到x=-2-y?、?
第二步,把x=-2-y代入①,得到y(tǒng)=-4.
第三步,把y=-4代入⑤,得x=2.
第四步,輸出2,-4.
1.算法的有窮性是指( )
A.算法的最后必包含輸出
B.算法中每個(gè)操作步驟都是可執(zhí)行的
C.算法的步驟必須有限
D.以上說法均不正確
答案:C
7、
2.在用二分法求方程零點(diǎn)的算法中,下列說法正確的是( )
A.這個(gè)算法可以求所有的零點(diǎn)
B.這個(gè)算法可以求任何方程的零點(diǎn)
C.這個(gè)算法能求所有零點(diǎn)的近似解
D.這個(gè)算法可以求變號零點(diǎn)的近似解
解析:二分法的理論依據(jù)是函數(shù)的零點(diǎn)存在定理,它解決的是求變號零點(diǎn)的問題,并不能求所有零點(diǎn)的近似值.
答案:D
3.下列所給問題中,不可以設(shè)計(jì)一個(gè)算法求解的是( )
A.求1+2+3+…+10的和
B.解方程組
C.求半徑為3的圓的面積
D.判斷y=x2在R上的單調(diào)性
答案:D
4.已知一個(gè)學(xué)生的語文成績?yōu)?9,數(shù)學(xué)成績?yōu)?6,外語成績?yōu)?9.求他的總分和平均分的一個(gè)算法為:
8、
第一步,令A(yù)=89,B=96,C=99.
第二步,計(jì)算總分S=____①____.
第三步,計(jì)算平均分M=____②____.
第四步,輸出S和M.
答案:①A+B+C?、?
5.給出下面的算法:
第一步,輸入x.
第二步,判斷x是否小于0,若是,則輸出x+2,否則執(zhí)行第三步.
第三步,輸出x-1.
當(dāng)輸入的x的值分別為-1,0,1時(shí),輸出的結(jié)果分別為________、________、________.
解析:該算法實(shí)際上是分段函數(shù)
f(x)=
∴f(-1)=-1+2=1,f(0)=0-1=-1,
f(1)=1-1=0.
答案:1 -1 0
6.寫出一個(gè)算法,求底面邊長為4,側(cè)棱長為5的正四棱錐的體積.
解:如圖
算法一:S1 令a=4,l=5;
S2 計(jì)算R=·;
S3 計(jì)算h=;
S4 計(jì)算S=a2;
S5 計(jì)算V=Sh;
S6 輸出運(yùn)算結(jié)果V.
算法二:S1 令a=4,l=5;
S2 計(jì)算V=a2;
S3 輸出運(yùn)算結(jié)果V.