第一篇:高一數(shù)學(xué) 1.1.1《算法的概念》教案 新人教版必修3[范文]
1.1.1算法的概念
一、教學(xué)目標(biāo):
1、知識(shí)與技能:(1)了解算法的含義,體會(huì)算法的思想。(2)能夠用自然語(yǔ)言敘述算法。
(3)掌握正確的算法應(yīng)滿足的要求。(4)會(huì)寫出解線性方程(組)的算法。(5)會(huì)寫出一個(gè)求有限整數(shù)序列中的最大值的算法。(6)會(huì)應(yīng)用Scilab求解方程組。
2、過(guò)程與方法:通過(guò)求解二元一次方程組,體會(huì)解方程的一般性步驟,從而得到一個(gè)解二元一次方程組的步驟,這些步驟就是算法,不同的問(wèn)題有不同的算法。由于思考問(wèn)題的角度不同,同一個(gè)問(wèn)題也可能有多個(gè)算法,能模仿求解二元一次方程組的步驟,寫出一個(gè)求有限整數(shù)序列中的最大值的算法。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀:通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí),使我們對(duì)計(jì)算機(jī)的算法語(yǔ)言有一個(gè)基本的了解,明確算法的要求,認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)是人類征服自然的一各有力工具,進(jìn)一步提高探索、認(rèn)識(shí)世界的能力。
二、重點(diǎn)與難點(diǎn):
重點(diǎn):算法的含義、解二元一次方程組和判斷一個(gè)數(shù)為質(zhì)數(shù)的算法設(shè)計(jì)。
難點(diǎn):把自然語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為算法語(yǔ)言。
三、學(xué)法與教學(xué)用具:
學(xué)法:
1、寫出的算法,必須能解決一類問(wèn)題(如:判斷一個(gè)整數(shù)n(n>1)是否為質(zhì)
數(shù);求任意一個(gè)方程的近似解;??),并且能夠重復(fù)使用。
2、要使算法盡量簡(jiǎn)單、步驟盡量少。
3、要保證算法正確,且計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行,如:讓計(jì)算機(jī)計(jì)算1×2×3×4×5是可以做到的,但讓計(jì)算機(jī)去執(zhí)行“倒一杯水”“替我理發(fā)”等則是做不到的。
教學(xué)用具:電腦,計(jì)算器,圖形計(jì)算器
四、教學(xué)設(shè)想:
1、創(chuàng)設(shè)情境:
算法作為一個(gè)名詞,在中學(xué)教科書(shū)中并沒(méi)有出現(xiàn)過(guò),我們?cè)诨A(chǔ)教育階段還沒(méi)有接觸算法概念。但是我們卻從小學(xué)就開(kāi)始接觸算法,熟悉許多問(wèn)題的算法。如,做四則運(yùn)算要先乘除后加減,從里往外脫括弧,豎式筆算等都是算法,至于乘法口訣、珠算口訣更是算法的具體體現(xiàn)。我們知道解一元二次方程的算法,求解一元一次不等式、一元二次不等式的算法,解線性方程組的算法,求兩個(gè)數(shù)的最大公因數(shù)的算法等。因此,算法其實(shí)是重要的數(shù)學(xué)對(duì)象。
2、探索研究
算法(algorithm)一詞源于算術(shù)(algorism),即算術(shù)方法,是指一個(gè)由已知推求未知的運(yùn)算過(guò)程。后來(lái),人們把它推廣到一般,把進(jìn)行某一工作的方法和步驟稱為算法。
廣義地說(shuō),算法就是做某一件事的步驟或程序。菜譜是做菜肴的算法,洗衣機(jī)的使用說(shuō)明書(shū)是操作洗衣機(jī)的算法,歌譜是一首歌曲的算法。在數(shù)學(xué)中,主要研究計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)的算法,即按照某種機(jī)械程序步驟一定可以得到結(jié)果的解決問(wèn)題的程序。比如解方程的算法、函數(shù)求值的算法、作圖的算法,等等。
3、例題分析:
用心愛(ài)心專心-1-
例1任意給定一個(gè)大于1的整數(shù)n,試設(shè)計(jì)一個(gè)程序或步驟對(duì)n是否為質(zhì)數(shù)做出判定。
算法分析:根據(jù)質(zhì)數(shù)的定義,很容易設(shè)計(jì)出下面的步驟:
第一步:判斷n是否等于2,若n=2,則n是質(zhì)數(shù);若n>2,則執(zhí)行第二步。
第二步:依次從2至(n-1)檢驗(yàn)是不是n的因數(shù),即整除n的數(shù),若有這樣的數(shù),則n不是質(zhì)數(shù);若沒(méi)有這樣的數(shù),則n是質(zhì)數(shù)。
這是判斷一個(gè)大于1的整數(shù)n是否為質(zhì)數(shù)的最基本算法。
例2用二分法設(shè)計(jì)一個(gè)求議程x–2=0的近似根的算法。
算法分析:回顧二分法解方程的過(guò)程,并假設(shè)所求近似根與準(zhǔn)確解的差的絕對(duì)值不超過(guò)0.005,則不難設(shè)計(jì)出以下步驟:
第一步:令f(x)=x–2。因?yàn)閒(1)<0,f(2)>0,所以設(shè)x1=1,x2=2。
第二步:令m=(x1+x2)/2,判斷f(m)是否為0,若則,則m為所長(zhǎng);若否,則繼續(xù)判斷f(x1)·f(m)大于0還是小于0。
第三步:若f(x1)·f(m)>0,則令x1=m;否則,令x2=m。
第四步:判斷|x1–x2|<0.005是否成立?若是,則x1、x2之間的任意取值均為滿足條件的近似根;若否,則返回第二步。
小結(jié):算法具有以下特性:(1)有窮性;(2)確定性;(3)順序性;(4)不惟一性;(5)普遍性 典例剖析:
1、基本概念題
① 例3寫出解二元一次方程組的算法 ② 解:第一步,②-①×2得5y=3;③第二步,解③得y=3/5;
第三步,將y=3/5代入①,得x=1/5
學(xué)生做一做:對(duì)于一般的二元一次方程組來(lái)說(shuō),上述步驟應(yīng)該怎樣進(jìn)一步完善? 老師評(píng)一評(píng):本題的算法是由加減消元法求解的,這個(gè)算法也適合一般的二元一次方程組的解法。下面寫出求方程組?
?A1x?B1y?C1?0?A2x?B2y?C2?0
(A1B2?B1A2?0)的解的算法:
第一步:②×A1-①×A2,得(A1B2-A2B1)y+A1C2-A2C1=0;③ 第二步:解③,得y?
A2C1?A2C2A1B2?A2B1;
第三步:將y?
A2C1?A2C2A1B2?A2B1
代入①,得x?
?B2C1?B1C2A1B2?A2B1。
此時(shí)我們得到了二元一次方程組的求解公式,利用此公司可得到倒2的另一個(gè)算法: 第一步:取A1=1,B1=-2,C1=1,A2=2,B2=1,C2=-1; 第二步:計(jì)算x?
?B2C1?B1C2A1B2?A2B1
與y?
A2C1?A2C2A1B2?A2B
1第三步:輸出運(yùn)算結(jié)果。
可見(jiàn)利用上述算法,更加有利于上機(jī)執(zhí)行與操作。
基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用題
例4 寫出一個(gè)求有限整數(shù)列中的最大值的算法。解:算法如下。
S1先假定序列中的第一個(gè)整數(shù)為“最大值”。
S2將序列中的下一個(gè)整數(shù)值與“最大值”比較,如果它大于此“最大值”,這時(shí)你就假定“最大值”是這個(gè)整數(shù)。
S3如果序列中還有其他整數(shù),重復(fù)S2。
S4在序列中一直到?jīng)]有可比的數(shù)為止,這時(shí)假定的“最大值”就是這個(gè)序列中的最大值。
學(xué)生做一做寫出對(duì)任意3個(gè)整數(shù)a,b,c求出最大值的算法。
老師評(píng)一評(píng)在例2中我們是用自然語(yǔ)言來(lái)描述算法的,下面我們用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)描述本題的算法。
S1max=a
S2如果b>max, 則max=b.S3如果C>max, 則max=c.S4max就是a,b,c中的最大值。綜合應(yīng)用題
例5 寫出求1+2+3+4+5+6的一個(gè)算法。
分析:可以按逐一相加的程序進(jìn)行,也可以利用公式1+2+?+n=以根據(jù)加法運(yùn)算律簡(jiǎn)化運(yùn)算過(guò)程。解:算法1: S1:計(jì)算1+2得到3;
S2:將第一步中的運(yùn)算結(jié)果3與3相加得到6; S3:將第二步中的運(yùn)算結(jié)果6與4相加得到10; S4:將第三步中的運(yùn)算結(jié)果10與5相加得到15; S5:將第四步中的運(yùn)算結(jié)果15與6相加得到21。
n(n?1)
進(jìn)行,也可
算法2: S1:取n=6; S2:計(jì)算
n(n?1);
S3:輸出運(yùn)算結(jié)果。算法3:
S1:將原式變形為(1+6)+(2+5)+(3+4)=3×7; S2:計(jì)算3×7; S3:輸出運(yùn)算結(jié)果。
小結(jié):算法1是最原始的方法,最為繁瑣,步驟較多,當(dāng)加數(shù)較大時(shí),比如1+2+3+?+10000,再用這種方法是行不通的;算法2與算法3都是比較簡(jiǎn)單的算法,但比較而言,算法2最為簡(jiǎn)單,且易于在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行操作。學(xué)生做一做求1×3×5×7×9×11的值,寫出其算法。老師評(píng)一評(píng)算法1;第一步,先求1×3,得到結(jié)果3; 第二步,將第一步所得結(jié)果3再乘以5,得到結(jié)果15; 第三步,再將15乘以7,得到結(jié)果105; 第四步,再將105乘以9,得到945;
第五步,再將945乘以11,得到10395,即是最后結(jié)果。算法2:用P表示被乘數(shù),i表示乘數(shù)。S1使P=1。S2使i=3 S3使P=P×i S4使i=i+2
S5若i≤11,則返回到S3繼續(xù)執(zhí)行;否則算法結(jié)束。
小結(jié)由于計(jì)算機(jī)動(dòng)是高速計(jì)算的自動(dòng)機(jī)器,實(shí)現(xiàn)循環(huán)的語(yǔ)句。因此,上述算法2不僅是正確的,而且是在計(jì)算機(jī)上能夠?qū)崿F(xiàn)的較好的算法。在上面的算法中,S3,S4,S5構(gòu)成一個(gè)完整的循環(huán),這里需要說(shuō)明的是,每經(jīng)過(guò)一次循環(huán)之后,變量P、i的值都發(fā)生了變化,并且生循環(huán)一次之后都要在步驟S5對(duì)i的值進(jìn)行檢驗(yàn),一旦發(fā)現(xiàn)i的值大于11時(shí),立即停止循環(huán),同時(shí)輸出最后一個(gè)P的值,對(duì)于循環(huán)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)情況,我們將在以后的學(xué)習(xí)中介紹。
4、課堂小結(jié)
本節(jié)課主要講了算法的概念,算法就是解決問(wèn)題的步驟,平時(shí)列論我們做什么事都離不開(kāi)算法,算法的描述可以用自然語(yǔ)言,也可以用數(shù)學(xué)語(yǔ)言。
例如,某同學(xué)要在下午到體育館參加比賽,比賽下午2時(shí)開(kāi)始,請(qǐng)寫出該同學(xué)從家里
發(fā)到比賽地的算法。
若用自然語(yǔ)言來(lái)描述可寫為(1)1:00從家出發(fā)到公共汽車站(2)1:10上公共汽車(3)1:40到達(dá)體育館(4)1:45做準(zhǔn)備活動(dòng)。(5)2:00比賽開(kāi)始。若用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)描述可寫為: S11:00從家出發(fā)到公共汽車站 S21:10上公共汽車 S31:40到達(dá)體育館 S41:45做準(zhǔn)備活動(dòng)
S52:00比賽開(kāi)始
大家從中要以看出,實(shí)際上兩種寫法無(wú)本質(zhì)區(qū)別,但我們?cè)跁?shū)寫時(shí)應(yīng)盡量用教學(xué)語(yǔ)言來(lái)描述,它的優(yōu)越性在以后的學(xué)習(xí)中我們會(huì)體會(huì)到。
5、自我評(píng)價(jià)
1、寫出解一元二次方程ax+bx+c=0(a≠0)的一個(gè)算法。
2、寫出求1至1000的正數(shù)中的3倍數(shù)的一個(gè)算法(打印結(jié)果)
6、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
1、解:算法如下 S1計(jì)算△=b-4ac
S2如果△〈0,則方程無(wú)解;否則x1= S3輸出計(jì)算結(jié)果x1,x2或無(wú)解信息。
2、解:算法如下: S1使i=1
S2i被3除,得余數(shù)r
S3如果r=0,則打印i,否則不打印
S4使??????
S5若i≤1000,則返回到S2繼續(xù)執(zhí)行,否則算法結(jié)束。
7、作業(yè):
1、寫出解不等式x2-2x-3<0的一個(gè)算法。解:第一步:x2-2x-3=0的兩根是x1=3,x2=-1。第二步:由x2-2x-3<0可知不等式的解集為{x |-1 評(píng)注:該題的解法具有一般性,下面給出形如ax2+bx+c>0的不等式的解的步驟(為方便,我們?cè)O(shè)a>0)如下: 第一步:計(jì)算△= b?4ac; 第二步:若△>0,示出方程兩根x1,2??b?b?4ac(設(shè)x1>x2),則不等式解集為 2a {x | x>x1或x 第三步:若△= 0,則不等式解集為{x | x∈R且x??b2a }; 第四步:若△<0,則不等式的解集為R。 2、求過(guò)P(a1,b1)、Q(a2,b2)兩點(diǎn)的直線斜率有如下的算法: 第一步:取x1= a1,y1= b1,x2= a2,y1= b2; 第二步:若x1= x2; 第三步:輸出斜率不存在; 第四步:若x1≠x2; 第五步:計(jì)算k? y2?y1x; 2?x1 第六步:輸出結(jié)果。 3、寫出求過(guò)兩點(diǎn)M(-2,-1)、N(2,3)的直線與坐標(biāo)軸圍成面積的一個(gè)算法。解:算法:第一步:取x1=-2,y1=-1,x2=2,y2=3; 第二步:計(jì)算 y?y1; y?x?x12?y1 x2?x1 第三步:在第二步結(jié)果中令x=0得到y(tǒng)的值m,得直線與y軸交點(diǎn)(0,m);第四步:在第二步結(jié)果中令y=0得到x的值n,得直線與x軸交點(diǎn)(n,0);第五步:計(jì)算S= 1|2 m|?|n|; 第六步:輸出運(yùn)算結(jié)果 算法的概念 教學(xué)目的:理解并掌握算法的概念與意義,會(huì)用“算法”的思想編制數(shù)學(xué)問(wèn)題的算法。教學(xué)重點(diǎn):算法的設(shè)計(jì)與算法意識(shí)的的培養(yǎng) 教學(xué)過(guò)程: 一、問(wèn)題情景: 請(qǐng)大家研究解決下面的一個(gè)問(wèn)題 1.兩個(gè)大人和兩個(gè)小孩一起渡河,渡口只有一條小船,每次只能渡1 個(gè)大人或兩個(gè)小孩,他們四人都會(huì)劃船,但都不會(huì)游泳。試問(wèn)他們?cè)鯓佣蛇^(guò)河去?請(qǐng)寫出一個(gè)渡河方案。 (通過(guò)學(xué)生討論得出渡河方案與步驟如下) S1 兩個(gè)小孩同船過(guò)河去; S2 一個(gè)小孩劃船回來(lái); S3 一個(gè)大人劃船過(guò)河去; S4 對(duì)岸的小孩劃船回來(lái); S5 兩個(gè)小孩同船渡過(guò)河去; S6 一個(gè)小孩劃船回來(lái); S7 余下的一個(gè)大人獨(dú)自劃船渡過(guò)河去;對(duì)岸的小孩劃船回來(lái); S8 兩個(gè)小孩再同時(shí)劃船渡過(guò)河去。 2.一群小兔一群雞,兩群合到一群里,要數(shù)腿共48,要數(shù)腦袋整17,多少小兔多少雞? 先列方程組解題,得雞10只,兔7只; 再歸納一般二元一次方程組的通用方法,即用高斯消去法解一般的二元一次?a11x1?a12x2?b1方程組?。 ax?ax?b2222?211令D?a11a22?a21a12,若D?0,方程組無(wú)解或有無(wú)數(shù)多解。若D?0,則x1?b1a22?b2a12ba?b1a21,x2?211。 DD由此可得解二元一次方程組的算法。 S1 計(jì)算D?a11a22?a21a12; S2 如果D?0,則原方程組無(wú)解或有無(wú)窮多組解;否則(D?0),x1?b1a22?b2a12ba?b1a21,x2?211 DDS3 輸出計(jì)算結(jié)果x1、x2或者無(wú)法求解的信息。 二、數(shù)學(xué)構(gòu)建: 算法的概念:由基本運(yùn)算及規(guī)定的運(yùn)算順序所構(gòu)成的完整的解題步驟,或者是按照要求設(shè)計(jì)好的有限的計(jì)算序列,并且這樣的步驟或序列能解決一類問(wèn)題。 算法的五個(gè)重要特征: (1)有窮性:一個(gè)算法必須保證執(zhí)行有限步后結(jié)束;(2)確切性:算法的每一步必須有確切的定義; (3)可行性:算法原則上能夠精確地運(yùn)行,而且人們用筆和紙做有限次即可完成; (4)輸入:一個(gè)算法有0個(gè)或多個(gè)輸入,以刻劃運(yùn)算對(duì)象的初始條件。所謂0個(gè)輸入是指算法本身定出了初始條件。 (5)輸出:一個(gè)算法有1個(gè)或多個(gè)輸出,以反映對(duì)輸入數(shù)據(jù)加工后的結(jié)果。沒(méi)有輸出的算法是毫無(wú)意義的。 三、知識(shí)運(yùn)用: 例1.一個(gè)人帶三只狼和三只羚羊過(guò)河,只有一條船,同船可以容納一個(gè)人和兩只動(dòng)物。沒(méi)有人在的時(shí)候,如果狼的數(shù)量不少于羚羊的數(shù)量,狼就會(huì)吃掉羚羊。(1)設(shè)計(jì)過(guò)河的算法;(2)思考每一步算法所遵循的相同之處原則是什么。 解:算法或步驟如下: S1 人帶兩只狼過(guò)河 S2 人自己返回 S3 人帶一只羚羊過(guò)河 S4 人帶兩只狼返回 S5 人帶兩只羚羊過(guò)河 S6 人自己返回 S7 人帶兩只狼過(guò)河 S8 人自己返回帶一只狼過(guò)河 例2.寫出一個(gè)求有限整數(shù)序列中的最大值的算法。解:為了便于理解,算法步驟用自然語(yǔ)言敘述: S1 先將序列中的第一個(gè)整數(shù)設(shè)為最大值; S 2將序列中的下一個(gè)整數(shù)值與“最大值”比較,如果它大于此“最大值”,這時(shí)就假定“最大值”就是這個(gè)整數(shù); S3 如果序列中還有其它整數(shù),重復(fù)S2; S4 在序列中一直進(jìn)行到?jīng)]有可比的數(shù)為止,這時(shí)假定的“最大值”就是這個(gè)序列中的最大值。 試用數(shù)學(xué)語(yǔ)言寫出對(duì)任意3個(gè)整數(shù)a、b、c中最大值的求法 S1 max=a S2 如果b>max,則max=b S3 如果c>max,則max=c, S4 max就是a、b、c中的最大值。 四、學(xué)力發(fā)展: 1.給出求100!?1?2?3???100的一個(gè)算法。 2.給出求點(diǎn)P(x0,y0)關(guān)于直線Ax?By?C?0的對(duì)稱點(diǎn)的一個(gè)算法。 五、課堂小結(jié): 算法的概念:由基本運(yùn)算及規(guī)定的運(yùn)算順序所構(gòu)成的完整的解題步驟,或者是按照要求設(shè)計(jì)好的有限的計(jì)算序列,并且這樣的步驟或序列能解決一類問(wèn)題。 算法的五個(gè)重要特征: (1)有窮性:一個(gè)算法必須保證執(zhí)行有限步后結(jié)束;(2)確切性:算法的每一步必須有確切的定義; (3)可行性:算法原則上能夠精確地運(yùn)行,而且人們用筆和紙做有限次即可完成; (4)輸入:一個(gè)算法有0個(gè)或多個(gè)輸入,以刻劃運(yùn)算對(duì)象的初始條件。所謂0個(gè)輸入是指算法本身定出了初始條件。 (5)輸出:一個(gè)算法有1個(gè)或多個(gè)輸出,以反映對(duì)輸入數(shù)據(jù)加工后的結(jié)果。沒(méi)有輸出的算法是毫無(wú)意義的。 六、課外作業(yè): 1.優(yōu)化設(shè)計(jì)P3-4:變式練習(xí)1-10題。2.課本P6:練習(xí)1-4題 1.1.1 算法的概念(第1課時(shí)) 【課程標(biāo)準(zhǔn)】通過(guò)對(duì)解決具體問(wèn)題過(guò)程與步驟的分析(如二元一次方程 組求解等問(wèn)題),體會(huì)算法的思想,了解算法的含義.【教學(xué)目標(biāo)】1.理解算法的概念與特點(diǎn); 2.學(xué)會(huì)用自然語(yǔ)言描述算法,體會(huì)算法思想; 3.培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力與表達(dá)能力.【教學(xué)重點(diǎn)】算法概念以及用自然語(yǔ)言描述算法 【教學(xué)難點(diǎn)】用自然語(yǔ)言描述算法 【教學(xué)過(guò)程】 一、游戲引入 1.漢諾塔游戲;(詳見(jiàn)課件演示)2.雞兔同籠問(wèn)題。 雞兔同籠問(wèn)題:雞和兔共有若干只,數(shù)腿共有94條,數(shù)頭共35只,請(qǐng)問(wèn)各有雞兔多少只?能不能說(shuō)出解決這個(gè)問(wèn)題的步驟(過(guò)程)! 二、新課探究 a1x?b1y?c1,1、對(duì)于一般的二元一次方程組a2x?b2y?c2,?其中a1b2?a2b1?0,能否找到一個(gè)程序化的求解步驟: 2、算法的概念 通過(guò)對(duì)以上幾個(gè)問(wèn)題的分析,我們對(duì)算法有了一個(gè)初步的了解.在解決某些問(wèn)題時(shí),需要設(shè)計(jì)出一系列可操作或可計(jì)算的步驟,通過(guò)實(shí)施這些步驟來(lái)解決問(wèn)題,通常把這些在數(shù)學(xué)中叫做算法?,F(xiàn)代意義上的“算法”通常是指可以用計(jì)算機(jī)來(lái)解決的某一類問(wèn)題的程序或步驟,這些程序或步驟必須是明確和有效的,而且能夠在有限步之內(nèi)完成.三、知識(shí)應(yīng)用 1.說(shuō)說(shuō)你在家里燒開(kāi)水過(guò)程的一個(gè)算法.第一步:把水注入電鍋; 第二步:打開(kāi)電源把水燒開(kāi); 第三步:把燒開(kāi)的水注入熱水瓶.(以上算法是解決某一問(wèn)題的程序或步驟)2.例1(1)設(shè)計(jì)一個(gè)算法,判斷7是否為質(zhì)數(shù).(2)設(shè)計(jì)一個(gè)算法,判斷35是否是質(zhì)數(shù).3.探究:設(shè)計(jì)一個(gè)算法,判斷整數(shù)n(n>2)是否為質(zhì)數(shù).四、課堂練習(xí) 1、(課本第5頁(yè)練習(xí)1)任意給定一個(gè)正實(shí)數(shù),設(shè)計(jì)一個(gè)算法求以這個(gè)數(shù)為半徑的圓的面積.解:第一步:輸入任意正實(shí)數(shù)r 第二步:計(jì)算S??r2; 第三步:輸出圓的面積S.2、(課本第5頁(yè)練習(xí)2)任意給定一個(gè)大于1的正整數(shù)n,設(shè)計(jì)一個(gè)算法求出n的所有因數(shù).解:根據(jù)因數(shù)的定義,可設(shè)計(jì)出下面的一個(gè)算法: 第一步:輸入大于1的正整數(shù)n.第二步:判斷n是否等于2,若n?2,則n的因數(shù)為1,n;若n?2,則執(zhí)行第三步.第三步:依次從2到n?1檢驗(yàn)是不是整除n,若整除n,則是n的因數(shù);若不整除n,則不是n的因數(shù).五、課堂小結(jié) 1.算法的特性: ①有限性:一個(gè)算法的步驟序列是有限的,它應(yīng)在有限步操作之后停止,而不能是無(wú)限的.②確定性:算法中的每一步應(yīng)該是確定的并且能有效地執(zhí)行且得到確定的結(jié)果,而不應(yīng)當(dāng)是模棱兩可.③可行性:算法中的每一步操作都必須是可執(zhí)行的,也就是說(shuō)算法中的每一步都能通過(guò)手工和機(jī)器在有限時(shí)間內(nèi)完成.2.描述算法的一般步驟: ①輸入數(shù)據(jù).②數(shù)據(jù)處理.③輸出結(jié)果.六、作業(yè) 1、求1×3 × 5 × 7 × 9 × 11的值,寫出其算法。 2、寫出解不等式 x2?2x?3?0的一個(gè)算法。 七、課后反思: §1.1.1 算法的概念 【教學(xué)目標(biāo)】: (1)了解算法的含義,體會(huì)算法的思想。(2)能夠用自然語(yǔ)言敘述算法。(3)掌握正確的算法應(yīng)滿足的要求。 【過(guò)程與方法】:通過(guò)求解二元一次方程組,體會(huì)解方程的一般性步驟,從而得到一個(gè)解二元一次方程組的步驟,這些步驟就是算法,不同的問(wèn)題有不同的算法。由于思考問(wèn)題的角度不同,同一個(gè)問(wèn)題也可能有多個(gè)算法,能模仿求解二元一次方程組的步驟,寫出一個(gè)求一個(gè)一元二次方程解的算法。 【情感態(tài)度與價(jià)值觀】:通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí),使我們對(duì)計(jì)算機(jī)的算法語(yǔ)言有一個(gè)基本的了解,明確算法的要求,認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)是人類征服自然的一各有力工具,進(jìn)一步提高探索、認(rèn)識(shí)世界的能力。 【教學(xué)重點(diǎn)】算法的含義和判斷一個(gè)數(shù)為質(zhì)數(shù)的算法設(shè)計(jì)。.【教學(xué)難點(diǎn)】把自然語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為算法語(yǔ)言。.【教法】:采用“問(wèn)題探究與學(xué)案相結(jié)合”教學(xué)法,以多媒體為輔助手段,讓學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生的探究論證、邏輯思維能力。 【教學(xué)過(guò)程】 一、本章章頭圖說(shuō)明 章頭圖為我們展示的是古代與近代的計(jì)算工具:算籌與算盤.以及20世紀(jì)最偉大的發(fā)明——計(jì)算機(jī),體現(xiàn)了中國(guó)古代數(shù)學(xué)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)的聯(lián)系,它們的基礎(chǔ)都是“算法”。計(jì)算機(jī)是強(qiáng)大的實(shí)現(xiàn)各種算法的工具。那么,計(jì)算機(jī)是怎樣工作的呢?算法的學(xué)習(xí)是一個(gè)開(kāi)始。 二、引入新課 1、怎樣理解算法? ?x?2y??1引例1:解二元一次方程組: ??2x?y?1① ②分析:解二元一次方程組的主要思想是消元的思想,有代入消元和加減消元兩種消元的方法,下面用加減消元法寫出它的求解過(guò)程.解:第一步:②①×a2,得:?a1b2?a2b1?y?a1c2?a2c③ 第二步:解③得 y?a1c2?a2c1; a1b2?a2b1 第三步:將y?a1c2?a2c1bc?b1c2代入①,得x?21 a1b2?a2b1a1b2?a2b1評(píng)注:1.以上求解的步驟就是解二元一次方程組的算法.2本題的算法是由加減消元法求解的,同樣利用代入消元也可達(dá)到解方程組的目的,解決一個(gè)問(wèn)題不一定只有一種算法 算法概念: 算法通常是指可以用計(jì)算機(jī)來(lái)解決的某一類問(wèn)題的程序或步驟,這些程序或步驟必須是明確的和有效的,而且能夠在有限步之內(nèi)完成。 例如:描述太極拳動(dòng)作的圖解,就是“太極拳的算法”;一首歌的樂(lè)譜,可以稱之為該歌曲的算法。從小學(xué)到高中遇到的算法絕大多數(shù)都與“計(jì)算”有關(guān)的問(wèn)題。 2.算法的特點(diǎn): ①有窮性:一個(gè)算法的步驟序列是有限的,它應(yīng)在有限步操作之后停止,而不能是無(wú)限地執(zhí)行下去。 ②確定性:算法中的每一步應(yīng)該是確定的并且能有效地執(zhí)行且得到確定的結(jié)果,而不應(yīng)當(dāng)是模棱兩可的。 ③邏輯性:算法從初始步驟開(kāi)始,分為若干個(gè)明確的步驟,前一步是后一步的前提,只有執(zhí)行完前一步才能進(jìn)行下一步,并且每一步都準(zhǔn)確無(wú)誤,才能完成問(wèn)題。 ④不唯一性:求解某一個(gè)問(wèn)題的算法不一定只有唯一的一個(gè),可以有不同的算法。⑤普遍性:很多具體的問(wèn)題,都可以設(shè)計(jì)合理的算法去解決。 2、例題講評(píng): 例 1、設(shè)計(jì)算法判斷任意一個(gè)大于2的正整數(shù)n是否是質(zhì)數(shù)。 分析:首先考慮判斷一個(gè)具體的數(shù)是否是質(zhì)數(shù)的方法,以7為例。 根據(jù)質(zhì)數(shù)的定義,可以這樣判斷:依次用2~6去除7如果它們中有一個(gè)數(shù)能整除7,則7不是質(zhì)數(shù),否則7是質(zhì)數(shù)。 第一步 用2除7,得到余數(shù)1,所以2不能整除7 第二步 用3除7,得到余數(shù)1,所以3不能整除7 第三步 用4除7,得到余數(shù)3,所以4不能整除7 第四步 用5除7,得到余數(shù)2,所以5不能整除7 第五步 用6除7,得到余數(shù)1,所以6不能整除7,因此,7是質(zhì)數(shù)。 根據(jù)以上分析,對(duì)于任意大于2的正整數(shù)n,判斷它是否為質(zhì)數(shù)的算法如下: 第一步:給出大于2的正整數(shù) 第二步:令i=2 第三步:用i 除n,得到余數(shù)r 第四步: 判斷“r=0”是否成立。若是則n 不是質(zhì)數(shù),結(jié)束算法;否則將 i 的值增加1,仍用 i表示 第五步:判斷 “i >(n-1)” 是否成立。若是,則n是質(zhì)數(shù),結(jié)束算法;否則,返回第三步。 (設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)這個(gè)例子從特殊到一般的過(guò)程,使學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)到算法概括性,邏輯性,有限性,練習(xí)把自然語(yǔ)言轉(zhuǎn)化成規(guī)范的算法語(yǔ)言) 例 2、.用二分法設(shè)計(jì)一個(gè)求方程x2?2?0的近似根的算法.分析:該算法實(shí)質(zhì)是求2的近似值的一個(gè)最基本的方法.解:設(shè)精確度為d,初始區(qū)間【a,b】且f?a?f?b??0 2??fx?x?2; 第二步:令m=(a+b)/2 算法:第一步:令 第三步:若f?a??f?m??0,則b=m;否則,令a=m.第四步:判斷|a-b| 三、小結(jié) 1、算法概念和算法的基本思想 (1)算法與一般意義上具體問(wèn)題的解法的聯(lián)系與區(qū)別;(2)算法的五個(gè)特征。 2、兩類算法問(wèn)題 (1)數(shù)值性計(jì)算問(wèn)題,如:解方程(或方程組),解不等式(或不等式組),套用公式判斷性的問(wèn)題,累加,累乘等一類問(wèn)題的算法描述,可通過(guò)相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型借助一般數(shù)學(xué)計(jì)算方法,分解成清晰的步驟,使之條理化即可。 (2)非數(shù)值性計(jì)算問(wèn)題,如:排序、查找、變量變換、文字處理等需先建立過(guò)程模型,通過(guò)模型進(jìn)行算法設(shè)計(jì)與描述。 四、作業(yè): 完成學(xué)案作業(yè) 六 五、板書(shū)設(shè)計(jì) 1.1.1 算法的概念 一問(wèn)題1 二 概念 例2 問(wèn)題2 三例1 小結(jié) 知識(shí)改變命運(yùn),學(xué)習(xí)成就未來(lái) 1.3算法案例 (1)教學(xué)目標(biāo)(a)知識(shí)與技能 1.理解輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)原理,并能根據(jù)這些原理進(jìn)行算法分析。2.基本能根據(jù)算法語(yǔ)句與程序框圖的知識(shí)設(shè)計(jì)完整的程序框圖并寫出算法程序。(b)過(guò)程與方法 在輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)求最大公約數(shù)的學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)比我們常見(jiàn)的約分求公因式的方法,比較它們?cè)谒惴ㄉ系膮^(qū)別,并從程序的學(xué)習(xí)中體會(huì)數(shù)學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn),領(lǐng)會(huì)數(shù)學(xué)算法計(jì)算機(jī)處理的結(jié)合方式,初步掌握把數(shù)學(xué)算法轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的一般步驟。 (c)情態(tài)與價(jià)值 1.通過(guò)閱讀中國(guó)古代數(shù)學(xué)中的算法案例,體會(huì)中國(guó)古代數(shù)學(xué)對(duì)世界數(shù)學(xué)發(fā)展的貢獻(xiàn)。2.在學(xué)習(xí)古代數(shù)學(xué)家解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的方法的過(guò)程中培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S能力,在利用算法解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的過(guò)程中培養(yǎng)理性的精神和動(dòng)手實(shí)踐的能力。 (2)教學(xué)重難點(diǎn) 重點(diǎn):理解輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)求最大公約數(shù)的方法。 難點(diǎn):把輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)的方法轉(zhuǎn)換成程序框圖與程序語(yǔ)言。(3)學(xué)法與教學(xué)用具 學(xué)法:在理解最大公約數(shù)的基礎(chǔ)上去發(fā)現(xiàn)輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)中的數(shù)學(xué)規(guī)律,并能模仿已經(jīng)學(xué)過(guò)的程序框圖與算法語(yǔ)句設(shè)計(jì)出輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)的程序框圖與算法程序。 教學(xué)用具:電腦,計(jì)算器,圖形計(jì)算器(4)教學(xué)設(shè)想 (一)創(chuàng)設(shè)情景,揭示課題 1.教師首先提出問(wèn)題:在初中,我們已經(jīng)學(xué)過(guò)求最大公約數(shù)的知識(shí),你能求出18與30的公約數(shù)嗎? 2.接著教師進(jìn)一步提出問(wèn)題,我們都是利用找公約數(shù)的方法來(lái)求最大公約數(shù),如果公約數(shù)比較大而且根據(jù)我們的觀察又不能得到一些公約數(shù),我們又應(yīng)該怎樣求它們的最大公約數(shù)?比如求8251與6105的最大公約數(shù)?這就是我們這一堂課所要探討的內(nèi)容。 (二)研探新知 1.輾轉(zhuǎn)相除法 例1 求兩個(gè)正數(shù)8251和6105的最大公約數(shù)。(分析:8251與6105兩數(shù)都比較大,而且沒(méi)有明顯的公約數(shù),如能把它們都變小一點(diǎn),根據(jù)已有的知識(shí)即可求出最大公約數(shù)) 解:8251=6105×1+2146 顯然8251的最大公約數(shù)也必是2146的約數(shù),同樣6105與2146的公約數(shù)也必是8251的約數(shù),所以8251與6105的最大公約數(shù)也是6105與2146的最大公約數(shù)。 6105=2146×2+1813 2146=1813×1+333 1813=333×5+148 333=148×2+37 148=37×4+0 則37為8251與6105的最大公約數(shù)。 歡迎各位老師踴躍投稿,稿酬豐厚 郵箱:zxjkw@163.com 知識(shí)改變命運(yùn),學(xué)習(xí)成就未來(lái) 以上我們求最大公約數(shù)的方法就是輾轉(zhuǎn)相除法。也叫歐幾里德算法,它是由歐幾里德在公元前300年左右首先提出的。利用輾轉(zhuǎn)相除法求最大公約數(shù)的步驟如下: 知識(shí)改變命運(yùn),學(xué)習(xí)成就未來(lái) 開(kāi)始輸入兩個(gè)正整數(shù)m,nm>n?否是x=nn=mm=xr=m MOD nn=rm=nr=0?否是輸出n結(jié)束 程序: INPUT “m=”;m INPUT “n=”;n IF m 一.用輾轉(zhuǎn)相除法求下列各組數(shù)的最大公約數(shù),并在自己編寫的BASIC程序中驗(yàn)證。 歡迎各位老師踴躍投稿,稿酬豐厚 郵箱:zxjkw@163.com 知識(shí)改變命運(yùn),學(xué)習(xí)成就未來(lái) (1)225;135(2)98;196(3)72;168(4)153;119 二.思考:用求質(zhì)因數(shù)的方法可否求上述4組數(shù)的最大公約數(shù)?可否利用求質(zhì)因數(shù)的算法設(shè)計(jì)出程序框圖及程序?若能,在電腦上測(cè)試自己的程序;若不能說(shuō)明無(wú)法實(shí)現(xiàn)的理由。 三。思考:利用輾轉(zhuǎn)相除法是否可以求兩數(shù)的最大公倍數(shù)?試設(shè)計(jì)程序框圖并轉(zhuǎn)換成程序在BASIC中實(shí)現(xiàn)。 6.小結(jié): 輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)求最大公約數(shù)的計(jì)算方法及完整算法程序的編寫。(5)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì) 補(bǔ)充:設(shè)計(jì)更相減損術(shù)求最大公約數(shù)的程序框圖 歡迎各位老師踴躍投稿,稿酬豐厚 郵箱:zxjkw@163.com第二篇:高中數(shù)學(xué) 1.1.1 算法的概念教案2 新人教A版必修3
第三篇:《1.1.1算法的概念》教案
第四篇:§1.1.1 算法的概念教案
第五篇:【數(shù)學(xué)】1.3《算法案例》教案(新人教A版必修3)