人教版高中数学必修3教材全套教案文档格式.docx
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总结用代入消元法解二元一次方程组得步骤、
(4)请写出解一般二元一次方程组得步骤、
(5)根据上述实例谈谈您对算法得理解、
(6)请同学们总结算法得特征、
(7)请思考我们学习算法得意义、
讨论结果:
(1)代入消元法与加减消元法、
(2)回顾二元一次方程组
得求解过程,我们可以归纳出以下步骤:
第一步,①+②×
2,得5x=1、③
第二步,解③,得x=
、
第三步,②-①×
2,得5y=3、④
第四步,解④,得y=
第五步,得到方程组得解为
(3)用代入消元法解二元一次方程组
我们可以归纳出以下步骤:
第一步,由①得x=2y-1、③
第二步,把③代入②,得2(2y-1)+y=1、④
第三步,解④得y=
、⑤
第四步,把⑤代入③,得x=2×
-1=
(4)对于一般得二元一次方程组
其中a1b2-a2b1≠0,可以写出类似得求解步骤:
第一步,①×
b2-②×
b1,得
(a1b2-a2b1)x=b2c1-b1c2、③
第二步,解③,得x=
第三步,②×
a1-①×
a2,得(a1b2-a2b1)y=a1c2-a2c1、④
第四步,解④,得y=
第五步,得到方程组得解为
(5)算法得定义:
广义得算法就是指完成某项工作得方法与步骤,那么我们可以说洗衣机得使用说明书就是操作洗衣机得算法,菜谱就是做菜得算法等等、
在数学中,算法通常就是指按照一定规则解决某一类问题得明确有限得步骤、
现在,算法通常可以编成计算机程序,让计算机执行并解决问题、
(6)算法得特征:
①确定性:
算法得每一步都应当做到准确无误、不重不漏、“不重”就是指不就是可有可无得,甚至无用得步骤,“不漏”就是指缺少哪一步都无法完成任务、②逻辑性:
算法从开始得“第一步”直到“最后一步”之间做到环环相扣,分工明确,“前一步”就是“后一步”得前提,“后一步”就是“前一步”得继续、③有穷性:
算法要有明确得开始与结束,当到达终止步骤时所要解决得问题必须有明确得结果,也就就是说必须在有限步内完成任务,不能无限制地持续进行、
(7)在解决某些问题时,需要设计出一系列可操作或可计算得步骤来解决问题,这些步骤称为解决这些问题得算法、也就就是说,算法实际上就就是解决问题得一种程序性方法、算法一般就是机械得,有时需进行大量重复得计算,它得优点就是一种通法,只要按部就班地去做,总能得到结果、因此算法就是计算科学得重要基础、
应用示例
思路1
例1
(1)设计一个算法,判断7就是否为质数、
(2)设计一个算法,判断35就是否为质数、
算法分析:
(1)根据质数得定义,可以这样判断:
依次用2—6除7,如果它们中有一个能整除7,则7不就是质数,否则7就是质数、
算法如下:
(1)第一步,用2除7,得到余数1、因为余数不为0,所以2不能整除7、
第二步,用3除7,得到余数1、因为余数不为0,所以3不能整除7、
第三步,用4除7,得到余数3、因为余数不为0,所以4不能整除7、
第四步,用5除7,得到余数2、因为余数不为0,所以5不能整除7、
第五步,用6除7,得到余数1、因为余数不为0,所以6不能整除7、因此,7就是质数、
(2)类似地,可写出“判断35就是否为质数”得算法:
第一步,用2除35,得到余数1、因为余数不为0,所以2不能整除35、
第二步,用3除35,得到余数2、因为余数不为0,所以3不能整除35、
第三步,用4除35,得到余数3、因为余数不为0,所以4不能整除35、
第四步,用5除35,得到余数0、因为余数为0,所以5能整除35、因此,35不就是质数、
变式训练
请写出判断n(n>
2)就是否为质数得算法、
分析:
对于任意得整数n(n>
2),若用i表示2—(n-1)中得任意整数,则“判断n就是否为质数”得算法包含下面得重复操作:
用i除n,得到余数r、判断余数r就是否为0,若就是,则不就是质数;
否则,将i得值增加1,再执行同样得操作、
这个操作一直要进行到i得值等于(n-1)为止、
算法如下:
第一步,给定大于2得整数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”就是否成立、若就是,则n不就是质数,结束算法;
否则,将i得值增加1,仍用i表示、
第五步,判断“i>(n-1)”就是否成立、若就是,则n就是质数,结束算法;
否则,返回第三步、
例2写出用“二分法”求方程x2-2=0(x>
0)得近似解得算法、
令f(x)=x2-2,则方程x2-2=0(x>
0)得解就就是函数f(x)得零点、
“二分法”得基本思想就是:
把函数f(x)得零点所在得区间[a,b](满足f(a)·
f(b)<
0)“一分为二”,得到[a,m]与[m,b]、根据“f(a)·
f(m)<
0”就是否成立,取出零点所在得区间[a,m]或[m,b],仍记为[a,b]、对所得得区间[a,b]重复上述步骤,直到包含零点得区间[a,b]“足够小”,则[a,b]内得数可以作为方程得近似解、
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)·
0、
第三步,取区间中点m=
第四步,若f(a)·
0,则含零点得区间为[a,m];
否则,含零点得区间为[m,b]、将新得到得含零点得区间仍记为[a,b]、
第五步,判断[a,b]得长度就是否小于d或f(m)就是否等于0、若就是,则m就是方程得近似解;
当d=0、005时,按照以上算法,可以得到下表、
a
b
|a-b|
1
2
1、5
0、5
1、25
0、25
1、375
0、125
1、4375
0、0625
1、40625
0、03125
1、421875
0、015625
1、4140625
0、0078125
1、41796875
0、00390625
于就是,开区间(1、4140625,1、41796875)中得实数都就是当精确度为0、005时得原方程得近似解、实际上,上述步骤也就是求
得近似值得一个算法、
例1一个人带着三只狼与三只羚羊过河,只有一条船,同船可容纳一个人与两只动物,没有人在得时候,如果狼得数量不少于羚羊得数量就会吃羚羊、该人如何将动物转移过河?
请设计算法、
任何动物同船不用考虑动物得争斗但需考虑承载得数量,还应考虑到两岸得动物都得保证狼得数量要小于羚羊得数量,故在算法得构造过程中尽可能保证船里面有狼,这样才能使得两岸得羚羊数量占到优势、
具体算法如下:
算法步骤:
第一步:
人带两只狼过河,并自己返回、
人带一只狼过河,自己返回、
人带两只羚羊过河,并带两只狼返回、
第四步:
人带一只羊过河,自己返回、
第五步:
人带两只狼过河、
强调:
算法就是解决某一类问题得精确描述,有些问题使用形式化、程序化得刻画就是最恰当得、这就要求我们在写算法时应精练、简练、清晰地表达,要善于分析任何可能出现得情况,体现思维得严密性与完整性、本题型解决问题得算法中某些步骤重复进行多次才能解决,在现实生活中,很多较复杂得情境经常遇到这样得问题,设计算法得时候,如果能够合适地利用某些步骤得重复,不但可以使得问题变得简单,而且可以提高工作效率、
知能训练
设计算法判断一元二次方程ax2+bx+c=0就是否有实数根、
算法步骤如下:
第一步,输入一元二次方程得系数:
a,b,c、
第二步,计算Δ=b2-4ac得值、
第三步,判断Δ≥0就是否成立、若Δ≥0成立,输出“方程有实根”;
否则输出“方程无实根”,结束算法、
用算法解决问题得特点就是:
具有很好得程序性,就是一种通法、并且具有确定性、逻辑性、有穷性、让我们结合例题仔细体会算法得特点、
拓展提升
中国网通规定:
拨打市内电话时,如果不超过3分钟,则收取话费0、22元;
如果通话时间超过3分钟,则超出部分按每分钟0、1元收取通话费,不足一分钟按一分钟计算、设通话时间为t(分钟),通话费用y(元),如何设计一个程序,计算通话得费用、
数学模型实际上为:
y关于t得分段函数、
关系式如下:
y=
其中[t-3]表示取不大于t-3得整数部分、
第一步,输入通话时间t、
第二步,如果t≤3,那么y=0、22;
否则判断t∈Z就是否成立,若成立执行
y=0、2+0、1×
(t-3);
否则执行y=0、2+0、1×
([t-3]+1)、
第三步,输出通话费用c、
课堂小结
(1)正确理解算法这一概念、
(2)结合例题掌握算法得特点,能够写出常见问题得算法、
作业
课本本节练习1、2、
1、1、2程序框图与算法得基本逻辑结构
整体设计
1.熟悉各种程序框及流程线得功能与作用、
2.通过模仿、操作、探索,经历通过设计程序框图表达解决问题得过程、在具体问题得解决过程中,理解程序框图得三种基本逻辑结构:
顺序结构、条件结构、循环结构、
3、通过比较体会程序框图得直观性、准确性、
数学重点:
程序框图得画法、
数学难点:
第1课时程序框图及顺序结构
我们都喜欢外出旅游,优美得风景美不胜收,如果迷了路就不好玩了,问路有时还听不明白,真就是急死人,有得同学说买张旅游图不就好了吗,所以外出旅游先要准备好旅游图、旅游图瞧起来直观、准确,本节将探究使算法表达得更加直观、准确得方法、今天我们开始学习程序框图、
思路2(直接导入)
用自然语言表示得算法步骤有明确得顺序性,但就是对于在一定条件下才会被执行得步骤,以及在一定条件下会被重复执行得步骤,自然语言得表示就显得困难,而且不直观、不准确、因此,本节有必要探究使算法表达得更加直观、准确得方法、今天开始学习程序框图、
推进新课
新知探究
提出问题
(1)什么就是程序框图?
(2)说出终端框(起止框)得图形符号与功能、
(3)说出输入、输出框得图形符号与功能、
(4)说出处理框(执行框)得图形符号与功能、
(5)说出判断框得图形符号与功能、
(6)说出流程线得图形符号与功能、
(7)说出连接点得图形符号与功能、
(8)总结几个基本得程序框、流程线与它们表示得功能、
(9)什么就是顺序结构?
(1)程序框图又称流程图,就是一种用程序框、流程线及文字说明来表示算法得图形、
在程序框图中,一个或几个程序框得组合表示算法中得一个步骤;
带有方向箭头得流程线将程序框连接起来,表示算法步骤得执行顺序、
(2)椭圆形框:
表示程序得开始与结束,称为终端框(起止框).表示开始时只有一个出口;
表示结束时只有一个入口.
(3)平行四边形框:
表示一个算法输入与输出得信息,又称为输入、输出框,它有一个入口与一个出口.
(4)矩形框:
表示计算、赋值等处理操作,又称为处理框(执行框),它有一个入口与一个出口.
(5)菱形框:
就是用来判断给出得条件就是否成立,根据判断结果来决定程序得流向,称为判断框,它有一个入口与两个出口.
(6)流程线:
表示程序得流向.
(7)圆圈:
连接点.表示相关两框得连接处,圆圈内得数字相同得含义表示相连接在一起.
(8)总结如下表、
图形符号
名称
功能
终端框(起止框)
表示一个算法得起始与结束
输入、输出框
表示一个算法输入与输出得信息
处理框(执行框)
赋值、计算
判断框
判断某一条件就是否成立,成立时在出口处标明“就是”或“Y”;
不成立时标明“否”或“N”
流程线
连接程序框
连接点
连接程序框图得两部分
(9)很明显,顺序结构就是由若干个依次执行得步骤组成得,这就是任何一个算法都离不开得基本结构、
三种逻辑结构可以用如下程序框图表示:
顺序结构条件结构循环结构
例1请用程序框图表示前面讲过得“判断整数n(n>
2)就是否为质数”得算法、
程序框图如下:
程序框图就是用图形得方式表达算法,使算法得结构更清楚,步骤更直观也更精确、这里只就是让同学们初步了解程序框图得特点,感受它得优点,暂不要求掌握它得画法、
观察下面得程序框图,指出该算法解决得问题、
这就是一个累加求与问题,共99项相加,该算法就是求
得值、
例2已知一个三角形三条边得边长分别为a,b,c,利用海伦—秦九韶公式设计一个计算三角形面积得算法,并画出程序框图表示、(已知三角形三边边长分别为a,b,c,则三角形得面积为S=
),其中p=
、这个公式被称为海伦—秦九韶公式)
这就是一个简单得问题,只需先算出p得值,再将它代入分式,最后输出结果、因此只用顺序结构应能表达出算法、
第一步,输入三角形三条边得边长a,b,c、
第二步,计算p=
第三步,计算S=
第四步,输出S、
程序框图如下:
很明显,顺序结构就是由若干个依次执行得步骤组成得,它就是最简单得逻辑结构,它就是任何一个算法都离不开得基本结构、
下图所示得就是一个算法得流程图,已知a1=3,输出得b=7,
求a2得值、
根据题意
=7,
∵a1=3,∴a2=11、即a2得值为11、
有关专家建议,在未来几年内,中国得通货膨胀率保持在3%左右,这将对我国经济得稳定有利无害、所谓通货膨胀率为3%,指得就是每年消费品得价格增长率为3%、在这种情况下,某种品牌得钢琴2004年得价格就是10000元,请用流程图描述这种钢琴今后四年得价格变化情况,并输出四年后得价格、
用P表示钢琴得价格,不难瞧出如下算法步骤:
2005年P=10000×
(1+3%)=10300;
2006年P=10300×
(1+3%)=10609;
2007年P=10609×
(1+3%)=10927、27;
2008年P=10927、27×
(1+3%)=11255、09;
因此,价格得变化情况表为:
年份
2004
2005
2006
2007
2008
钢琴得价格
10000
10300
10609
10927、27
11255、09
顺序结构只需严格按照传统得解决数学问题得解题思路,将问题解决掉、最后将解题步骤“细化”就可以、“细化”指得就是写出算法步骤、画出程序框图、
如上给出得就是计算
得值得一个流程图,其中判断框内应填入得条件就是______________、
i>
10、
(1)掌握程序框得画法与功能、
(2)了解什么就是程序框图,知道学习程序框图得意义、
(3)掌握顺序结构得应用,并能解决与顺序结构有关得程序框图得画法、
习题1、1A1、
第2课时条件结构
我们以前听过这样一个故事,野兽与鸟发生了一场战争,蝙蝠来了,野兽们喊道:
您有牙齿就是我们一伙得,鸟们喊道:
您有翅膀就是我们一伙得,蝙蝠一时没了主意、过了一会儿蝙蝠有了一个好办法,如果野兽赢了,就加入野兽这一伙,否则加入另一伙,事实上蝙蝠用了分类讨论思想,在算法与程序框图中也经常用到这一思想方法,今天我们开始学习新得逻辑结构——条件结构、
前面我们学习了顺序结构,顺序结构像就是一条没有分支得河流,奔流到海不复回,事实上多数河流就是有分支得,今天我们开始学习有分支得逻辑结构——条件结构、
(1)举例说明什么就是分类讨论思想?
(2)什么就是条件结构?
(3)试用程序框图表示条件结构、
(4)指出条件结构得两种形式得区别、
(1)例如解不等式ax>
8(a≠0),不等式两边需要同除a,需要明确知道a得符号,但条件没有给出,因此需要进行分类讨论,这就就是分类讨论思想、
(2)在一个算法中,经常会遇到一些条件得判断,算法得流程根据条件就是否成立有不同得流向、条件结构就就是处理这种过程得结构、
(3)用程序框图表示条件结构如下.
条件结构:
先根据条件作出判断,再决定执行哪一种操作得结构就称为条件结构(或分支结构),如图1所示、执行过程如下:
条件成立,则执行A框;
不成立,则执行B框.
图1图2
注:
无论条件就是否成立,只能执行A、B之一,不可能两个框都执行.A、B两个框中,可以有一个就是空得,即不执行任何操作,如图2、
(4)一种就是在两个“分支”中均包含算法得步骤,符合条件就执行“步骤A”,否则执行“步骤B”;
另一种就是在一个“分支”中均包含算法得步骤A,而在另一个“分支”上不包含算法得任何步骤,符合条件就执行“步骤A”,否则执行这个条件结构后得步骤、
例1任意给定3个正实数,设计一个算法,判断以这3个正实数为三边边长得三角形就是否存在,并画出这个算法得程序框图、
判断以3个任意给定得正实数为三条边边长得三角形就是否存在,只需验证这3个数中任意两个数得与就是否大于第3个数、这个验证需要用到条件结构、
第一步,输入3个正实数a,b,c、
第二步,判断a+b>
c,b+c>
a,c+a>
b就是否同时成立、若就是,则存在这样得三角形;
否则,不存在这样得三角形、
程序框图如右图:
根据构成三角形得条件,判断就是否满足任意两边之与大于第三边,如果满足则存在这样得三角形,如果不满足则不存在这样得三角形、这种分类讨论思想就是高中得重点,在画程序框图时,常常遇到需要讨论得问题,这时要用到条件结构、
例2设计一个求解一元二次方程ax2+bx+c=0得算法,并画出程序框图表示、
我们知道,若判别式Δ=b2-4ac>
0,则原方程有两个不相等得实数根
x1=
x2=
;
若Δ=0,则原方程有两个相等得实数根x1=x2=
若Δ<
0,则原方程没有实数根、也就就是说,在求解方程之前,可以先判断判别式得符号,根据判断得结果执行不同得步骤,这个过程可以用条件结构实现、
又因为方程得两个根有相同得部分,为了避免重复计算,可以在计算x1与x2之前,先计算p=
,q=
解决这一问题得算法步骤如下:
第一步,输入3个系数a,b,c、
第二步,计算Δ=b2-4ac、
第三步,判断Δ≥0就是否成立、若就是,则计算p=
否则,输出“方程没有实数根”,结束算法、
第四步,判断Δ=0就是否成立、若就是,则输出x1=x2=p;
否则,计算x1=p+q,x2=p-q,并输出x1,x2、
例3设计算法判断一元二次方程ax2+bx+c=0就是否有实数根,并画出相应得程序框图、
第一步,输入3个系数:
第二步,计算Δ=b2-4ac、
第三步,判断Δ≥0就是否成立、若就是,则输出“方程有实根”;
否则,输出“方程无实根”、结束算法、
相应得程序框图如右:
根据一元二次方程得意义,需要计算判别式Δ=b2-4ac得值、再分成两种情况处理:
(1)当Δ≥0时,一元二次方程有实数根;
(2)当Δ<0时,一元二次方程无实数根、该问题实际上就是一个分类讨论问题,根据一元二次方程系数得不同情况,最后结果就不同、因而当给出一个一元二次方程时,必须先确定判别式得值,然后再用判别式得值得取值情况确定方程就是否有解、该例仅用顺序结构就是办不到得,要对判别式得值进行判断,需要用到条件结构、
例4
(1)设计算法,求ax+b=0得解,并画出流程图、
对于方程ax+b=0来讲,应该分情况讨论方程得解、
我们要对一次项系数a与常数项b得取值情况进行分类,分类如下:
(1)当a≠0时,方程有唯一得实数解就是
(2)当a=0,b=0时,全体实数都就是方程得解;
(3)当a=0,b≠0时,方程无解、
联想数学中得分类讨论得处理方式,可得如下算法步骤:
第一步,判断a≠0就是否成立、若成立,输出结果“解为
”、
第二步,判断a=0,b=0就是否同时成立、若成立,输出结果“解集为R”、
第三步,判断a=0,b≠0就是否同时成立、若成立,输出结果“方程无解”,结束算法、
程序框图如右:
这就是条件结构叠加问题,条件结构叠加,程序执行时需依次对“条件1”“条件2”“条件3”……都进行判断,只有遇到能满足得条件才执行该条件对应得操作、
设计算法,找出输入得三个不相等实数a、b、c中得最大值,并画出流程图、
第一步,输入a,b,c得值、
第二步,判断a>
b就是否成立,若成立,则执行第三步;
否则执行第四步、
第三步,判断a>
c就是否成立,若成立,则输出a,并结束;
否则输出c,并结束、
第四步,判断b>
c就是否成立,若成立,则输出b,并结束;
例5“特快专递”就是目前人们经常使用得异地邮寄信函或托运物品得一种快捷方式、某快递公司规定甲、乙两地之间物品得托运费用根据下列方法计算:
f=
其中f(单位:
元)为托运费,ω为托运物品得重量(单位:
千克)、
试画出计算费用f得程序框图
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