高中数学：算法初步课件人教版必修31.1.1算法的概念.ppt

1 1 1算法的概念 回顾解二元一次方程组的求解过程 并归纳求解步骤 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 3 5代入 1 得x 1 5 写出求方程组的解的步骤 一 创设情境 解 第一步 2 a1 1 a2 得出 3 第二步 解 3 得 第三步 将代入 1 得 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 思考 二 新课研探 1 定义 广义地说 算法就是做某一件事的步骤或程序 如 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 算法 algorithm 这个出现于12世纪 指的是用阿拉伯数字进行算术运算的过程 在数学中 现在意义上的 算法 通常是指可以用计算机来解决某一类问题的程序或步骤 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 例1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是否为质数做出判定 算法分析 根据质数的定义 设计以下步骤 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至 n 1 检验是不是n的因数 即整数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 2 例题分析 例2用二分法设计一个求方程x2 2 0的近似根的算法 算法分析 回顾二分法的解方程的过程 并假设所求近似根与准确解的差的绝对值不超过0 005 则不难设计出以下步骤 第一步 令f x x2 因为f 1 0 所以x1 1 x2 2 第二步 令m x1 x2 2 判断f m 是否为0 若是 则m为所求 若否 则继续判断f x1 f m 大于0还是小于0 第三步 若f x1 f m 0则令x1 m 否则 令x2 m 第四步 判断 x1 x2 0 005是否成立 若是 则x1 x2之间的任意取值均为满足条件的近似根 若否 则返回第二步 小结 算法具有以下特性 1 有穷性 2 确定性 3 顺序性 4 不唯一性 5 普遍性 表1 1 图1 1 1 你能举出更多的算法的例子 与一般的解决问题的过程比较 你认为算法最重要的特征是什么 思考 算法实际上是一种独特的解题过程 与一般的解题过程比较 算法是构造性的 而且必须在有限步之内完成 递归性往往又是某些较为复杂的算法特点 所以算法就是一种利用有限构造或有限递归构造解决问题的过程 三 练习 1 写出求1 2 3 4 5 6的一个算法 解 算法1 算法分析 可以按逐一相加的程序进行 也可以利用公式进行 也可以根据加法运算律简化运算 第一步 计算1 2得到3 第二步 将每一步中的运算结果3与3相加得到6 第三步 第直步中的运算结果6与4相加得到10 第四步 将第三步中的运算结果10与5相加得到15 第五步 将第四步中的运算结果15与6相加得到21 算法2 第一步 取n 6 第二步 计算 第三步 输出结果 算法3 第一步 将原式变形为 1 6 2 5 3 4 3 7 第二步 计算3 7 第三步 输出运算结果 2 任意给定的一个实数 设计一个算法求以这个数为半径的圆的面积 算法步骤 第一步 输入任意一个正实数r 第二步 计算以r为半径的圆的面积 第三步 输出圆的面积s 3 任意给定一个大于1的正整数n 设计一个算法求出n的所有因数 算法步骤 第一步 依次以2 n 1 为除数除n 检查余数是否为0 若是 则是n的因数 若不是 则不是n的因数 第二步 在n的因数中加入1和n 第三步 输出n的所有因数 四 小结 本节课主要讲了算法的概念 算法就是解决问题的步骤 算法虽然没有一个明确的概念 但其特点还是很鲜明的