数学:1.1.1《算法的概念》教案(2)(新人教B版必修3) 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/16 8:16:20星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

§1.1.1 算法的概念

【教学目标】:

(1) 了解算法的含义,体会算法的思想。 (2) 能够用自然语言叙述算法。 (3) 掌握正确的算法应满足的要求。 (4) 会写出解线性方程(组)的算法。

(5) 会写出一个求有限整数序列中的最大值的算法。

【教学重点】算法的含义、解二元一次方程组和判断一个数为质数的算法设计。. 【教学难点】把自然语言转化为算法语言。. 【学法与教学用具】:

学法:

1、写出的算法,必须能解决一类问题(如:判断一个整数n(n>1)是否为质数;求任意一个方程的近似解;……),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,如:让计算机计算1×2×3×4×5是可以做到的,但让计算机去执行“倒一杯水”“替我理发”等则是做不到的。 教学用具:计算机,TI-voyage200图形计算器

【教学过程】

一、本章章头图说明

章头图体现了中国古代数学与现代计算机科学的联系,它们的基础都是“算法”。

算法作为一个名词,在中学教科书中并没有出现过,我们在基础教育阶段还没有接触算法概念。但是我们却从小学就开始接触算法,熟悉许多问题的算法。如,做四则运算要先乘除后加减,从里往外脱括弧,竖式笔算等都是算法,至于乘法口诀、珠算口诀更是算法的具体体现。广义地说,算法就是做某一件事的步骤或程序。菜谱是做菜肴的算法,洗衣机的使用说明书是操作洗衣机的算法,歌谱是一首歌曲的算法。在数学中,主要研究计算机能实现的算法,即按照某种机械程序步骤一定可以得到结果的解决问题的程序。

古代的计算工具:算筹与算盘.

20世纪最伟大的发明:计算机,计算机是强大的实现各种算法的工具。

?x?2y??1例1:解二元一次方程组: ??2x?y?1① ②分析:解二元一次方程组的主要思想是消元的思想,有代入消元和加减消元两种

消元的方法,下面用加减消元法写出它的求解过程.

解:第一步:② - ①×2,得: 5y=3; ③ 第二步:解③得 y?

3; 5

第三步:将y?

31代入①,得 x?. 55

学生探究:对于一般的二元一次方程组来说,上述步骤应该怎样进一步完善?

老师评析:本题的算法是由加减消元法求解的,这个算法也适合一般的二元一次方程组的解法。下面写出求方程组的解的算法:

?ax?b1y?c1例2:写出求方程组?1?a2x?b2y?c2①②?a1b2?a2b1?0?的解的算法.

解:第一步:②×a1 - ①×a2,得:?a1b2?a2b1?y?a1c2?a2c1 ③ 第二步:解③得 y?a1c2?a2c1;

a1b2?a2b1 第三步:将y?a1c2?a2c1c?by代入①,得x?11

a1b2?a2b1a1利用TI-voyage200图形计算器演示:(吸引学生的注意力)

运行结果:

(其中输入a1=1,b1=-2,m1=-1,a2=2

b2=1,m2=1,当然可输入其它数值)

算法概念:

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是程序或步骤,这些程序或步骤必须是明确和有效的,而且能够在有限步之内完成. 说明:

1.“算法”没有一个精确化的定义,教科书只对它作了描述性的说明. 2. 算法的特点: (1)有限性:

一个算法的步骤序列是有限的,必须在有限操作之后停止,不能是无限的. (2)确定性:

算法中的每一步应该是确定的并且能有效地执行且得到确定的结果,而不应当是模棱两可.

(3)顺序性与正确性:

算法从初始步骤开始,分为若干明确的步骤,每一个步骤只能有一个确定的后继步骤,前一步是后一步的前提,只有执行完前一步才能进行下一步,并且每一步都准确无误,才能完成问题. (4)不唯一性:

求解某一个问题的解法不一定是唯一的,对于一个问题可以有不同的算法. (5)普遍性:

很多具体的问题,都可以设计合理的算法去解决,如心算、计算器计算都要经过有限、事先设计好的步骤加以解决. 例题讲评:

例3、任意给定一个大于1的整数n,试设计一个程序或步骤对n是否为质数做出判断. 分析:(1)质数是只能被1和自身整除的大于1的整数.

(2)要判断一个大于1的整数n是否为质数,只要根据质数的定义,用比这个整数小的数去除n,如果它只能被1和本身整除,而不能被其它整数整除,则这个数便是质数. 解:算法:

第一步:判断n是否等于2.若n=2,则n是质数;若n>2,则执行第二步.

第二步:依次从2~(n-1)检验是不是n的因数,即整除n的数.若有这样的数,则n不是质数;若没有这样的数,则n是质数.

说明:本算法是用自然语言的形式描述的.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.

利用TI-voyage200图形计算器演示:(学生已经被吸引住了)

运行

例4、.用二分法设计一个求方程x2?2?0的近似根的算法. 分析:该算法实质是求2的近似值的一个最基本的方法. 解:设所求近似根与精确解的差的绝对值不超过0.005,算法: