高一数学必修三算法初步知识总结高考真题讲练2

第十一章算法初步与框图

一、知识网络

算法概念

算法与程序框图顺序结构

框图的逻辑结构循环结构

条件结构

算

法

初

步

考绢因算法案例

（1）了解算法的含义,了解算法的思想.

（2）理解程序框图的三种基本逻辑结构：顺序、条件分支、循环.

2.基本算法语句

理解几种基本算法语句一一输入语句、输出语句、赋值语句、条件语句、循环语句的含

义.

三、复习指南

本章是新增内容，多以选择题或填空题形式考查，常与数列、函数等知识联

系密切.考查的重点是算法语句与程序框图，以基础知识为主,如给出程序框图或算法语句，求输出结果或说

明算法的功能;或写出程序框图的算法语句，判断框内的填空等考查题型.难度层次属中偏低.

第一节算法与程序框图

※知识回顾

1.算法的概念：算法通常是指按一定规则解决某一类问题的明确和有限的步骤.

2.程序框图又称流程图，是一种用程序框、流程线及文字说明来表示算法的图形.

3.程序框图的三种基本逻辑结构是顺序结构、条件结构、循环结构.

4.算法的描述方式有：自然语言、程序框图、程序语言.

5.算法的基本特征：①明确性：算法的每一步执行什么是明确的；②顺序性：算法的“前一

步”是“后一步”的前提，“后一步”是“前一步”的继续；③有限性：算法必须在有限步

内完成任务，不能无限制的持续进行；④通用性：算法应能解决某一类问题.试题提供：

※典例精析

例1.如图所示是一个算法的程序框图，则该程序框图所表示的功能是

解析：首先要理解各程序框的含义，输入a,b,c三个数之后,接着判

断a,b的大小，若b小，则把b赋给a,否则执行下一步，即判断a

与c的大小，若c小，则把c赋给a,否则执行下一步，这样输出

的a是a,b,c三个数中的最小值.所以该程序框图所表示的功能是

求a,b,c三个数中的最小值.

评注:求a,b,c三个数中的最小值的算法设计也可以用下面程序框

图来表示.

例2.下列程序框图表示的算法功能是()

(1)计算小于100的奇数的连乘积

(2)计算从1开始的连续奇数的连乘积

(3)计算从1开始的连续奇数的连乘积，

当乘积大于100时，计算奇数的个数

(4)计算Ix3x5x…xnNlOO成立时〃的最小值

解析：为了正确地理解程序框图表示的算法，可以将执行过程

分解，分析每一步执行的结果.可以看出程序框图中含有当型

的循环结构，故分析每一次循环的情况，列表如下：

第一次:S=1x3,/=5；

第二次:S=lx3x5,i=7；

第三次:S=lx3x5x7,i=9,此时SvlOO不成立，输出结果是7,

程序框图表示的算法功能是求使1X3X5X…xnNlOO成立时人的段小俏.选D.

评注:通过列表，我们能清楚了解程序的每一步中的各个变量是怎样变化的，这正是程序运行的

本质所在.本题若要求编写求使成立时的最小值的程序框图或程序时,很容易弄错输出的结

果，应注意.

例3.在音乐唱片超市里，每张唱片售价为25元，顾客如果购买5张以上(含5张)唱片，则

按九折收费，如果购买10张以上(含10张)唱片，则按八折收费，请设计算法步骤并画出程

序框图，要求输入张数x,输出实际收费y(元).

分析:先写出与之间的函数关系式，有，再利用条件结构画程序框图.

解：算法步骤如下：

第一步，输入购买的张数，

第二步，判断是否小于5,若是，计算；

否则，判断是否小于10,若是，计算；否则，计算.

第三步，输出.

程序框图如下：

评注:凡必须先根据条件做出判断，然后再决定进行哪一个步骤的问题，在画程序框图时，必

须引入判断框，采用条件结构设计算法.如果变量分三级（或以上）时，就需要用到条件结构的嵌

套不能忽视结果中“是”、“否”的书写，否则不知道执行哪一条路径.一般地，分段的分段

函数，需要引入个判断框,条件结构有以下两种基本类型.

评注：⑴解题关键是选择好计数变量i和累加变量S的初始值，并写出用i表示的数列的通坝

公式是；

⑵循环结构主要用在一些有规律的重复计算的算法中，如累加求和，累乘求积等问题.在循环结

构中，要注意根据条件，设计合理的计数变量、累加（积）变量以及它们的初始值等,特别要注意循

环结构中条件的表述要恰当、精确，以免出现多一次或少一次循环.

解：程序框图如F：

※基础自测

一、选择题

1.下列说法正确的是()

A算法就是某个问题的解题过程;

B.算法执行后可以产生不同的结果;

C.解决某一个具体问题算法不同结果不同：

D.算法执行步骤的次数不可以很大，否则无法实施.

解析：选项A,算法不能等同于解法；选项B,例如：判断一个正整数是否为质数，结果为“是

质数”和“不是质数”两种；选项C,解决某一个具体问题算法不同结果应该相同，否则算法

构造的有问题：选项D,算法可以为很多次，但不可以无限次.选B.

2.如图所示的程序框图中，则第3个输出的数是()

A♦♦・B«••C・♦・D•

2.解析:,2.故选C.

3.如图给出的是求的值的一个程序框图,

其中判断框内应填入的条件是()

A.i>1()R.i<10C.i>20D,i<2()

3.解析：通过列表，我们能清楚了解程序的每一步中的各个变量

是怎样变化的，第一次:i=l,S.,〃=4,

第二次：，…依此可知循环的条件是i>10?.选A

4.（2007年高考山东卷）阅读右边的程序框图，若输入的是100,则输出的变量和的值依次

是。

A.2550,2500

B.2550,2550

C.2500,2500

D.2500,2550

4.解析：依据框图可得

,.选A.

5.2006年1月份开始实施的《个人所得税法》规定：全月总收入不超过元的免征个

人工资、薪金所得税，超过元部分需征税.设全月总收入金额为元，前三级税率如下左表

所示：

级数全月应纳税金额x-1600税率

1不超过500元部分5%

2超过500至2000元部分10%

3超过2000至5000元部分15%

当工资薪金所得不超过元，计算个人所得税的一个算法框图如图.

则输出①、输出②分别为().

A.B.

C.D.

5.解析:设全月总收入金额为元，所得税额为元，则与之间的函数关系为

0(0<x<1600)

1600).5%(1600<x<2100)选D.

25+(x-21(X)).l()%(2100<x<3600)

二、填空题

6.(2008年高考山东卷)执行右边的程序框图，若p=0.8,则输出的妙.

6.解析:第一次循环后，，此时n=2；第二次循环后，，此时3；第三次循环后，，此

时，输出，故填4.

7.(2008年江苏卷)某地区为了解岁的老人的日平均睡眠时间(单位：)，随机选择了

50位老人进行调杳，下表是这50位老人睡眠时间的频率分布表：

序号分组（睡眠时组中值频数（人

频率（£）

/问）9数）

1(4,5)4.560.12

2(5.6)5.5100.20

316,7)6.5200.40

417.8)7.5100.20

5[8.9]8.540.08

在上述统计数据的分析中一部分计算见算法流程图.则输出的S的值为▲

解析:由流程图

S=GlFl+G2F2^G3F3+G4F4+G5F5

=4,5x0.12+5.5x0.20+6.5x0.40+7.5x0.2+8.5x0.08

=6.42

故填6.42.

8.如果执行右面的程序框图，则输出的

第8题

8.解析：

三、解答题

9.请阅读下面程序框图，说明此程序的功能

（第9题程序框图）

解：程序功能是求s的值.

5=1+2+22+...+26,并输出s

10.已知函数，请画出程序框图，要求输入自变量的值,

输出函数值），.

10.解：

12.甲、乙两位同学为解决数列求和问题,试图编写一程序,两人各自编写的程序框图分别如图

1和如图2.(I)根据图1和图2,试判断甲、乙两位同学编写的程序框图输出的结果是否一

致？当ri=20时分别求它们输出的结果；

(II)若希望通过对图2虚框中某一步(或几步)的修改来实现“求首项为2,公比为3的等

比数列的前n项和“，请你给出修改后虚框部分的流程图.

图1图2

12.解：(I)输出结果一致…当n=20时,

图1的结果为2+4+6+…+38+40=2x(1+2+3+…+20)=420

图2的结果为2+4+6+...+38+40=2x(1+2+3+…+20)=420

(II)修改后虚框部分的流程图为

第二节算法的基本语句及算法案例

※知识回顾

1.任何一种程序设计语言都包含五种基本的算法语句，

它们是输入语句，输出语句，赋值语句，条件语句，循环语句

2.输入语句的一般格式是/NPU7”提示内容”;变量；

输出语句的一般格式是刊?W7”提示内容”;表达式；

赋值语句的一般格式是变量=表达式;

IF条件THEN

IF条件THEN语句体1

条件语句的一般格式是语句体或ELSE

ENDIF语句体2

ENDIF

DOWHILE条件

循环语句的一般格式是循环体和，循环体.

LOOPUNTIL条件WEND

输入语句、输出语句、赋值语句基本对应丁•程序框图中的顺序结构：条件语句、循环语句分别用来表

达程序框图中的条件结构和循环结构.

3.常用符号

运算符号：加减-乘*除/_,乘方晨b,整数取商\,求余数MOD.

逻辑符号：且AND,或OR,大于〉，等于二，小于〈，大于等于片，小于等于仁，不等于◊.

常用函数：绝对值ABS,平方根SQR,取整INT.

4.算法案例

（1）辗转相除法和更相减损术

辗转相除法和更相减损术都是求两个正整数的最大公约数的方法.

（1）辗转相除法就是对于给定的两个正整数，用大数除以小数，若余数不为0,则将小数和

余数构成新的一对数，继续上面的除法，反复执行此步骤，直到大数被小数除尽，则这时

较小的数就是原来两个数的最大公约数.

（2）更相减损术就是对于给定的两个正整数，若它们都是偶数，则将它们反复除以2（假设

进行了k次），直到它们至少有一个不是偶数后，将大数减个数，然后将差和较小的数构成

一对新数，继续上面的减法，反复执行此步骤，直到差和较小的数相等，此时相等的数再乘

以原来约简的即为所求两数的最大公约数.

（2）秦九韶算法

秦九韶算法是求多项式值的优秀算法.

n

设j（x）=a>tx++…++玛，

改写为如下形式：

/（二）=（♦♦•（«/+an_x）x+an_2•••+4）x+air

设％=%，W

v2=\\x+an_2

v3=v2x+an,3

均=匕-俨+。0

这样求n次多项式的值就转化为求n个一次多项式的值.当多项式中有些项不存在时，可将

这儿项看做，补齐后再利用秦九韶算法进行计算.对于一个n次多项式，只需做n次乘法和

n次加法运算即可.

（3）进位制

K进制数的基数为k,k进制数是由之间的数字构成的.

将十进制的数转化为k进制数的方法是除k取余法.

把4进制数々Mi…q4（0<an<k,0<…q,4<幻化为十进制数的方法为

44T幻=4#-I+…+豕+/.

※典例精析

例1.写出用循环语句描述求的值的算法程序.

解：算法程序如下：

（1）当型循环（2）直到型循环

<7；

i=2i=2

WHILEz<=100DO

S=S+(-l)A(/-l)//S=S+(-l)A(/-l)//

/=/+1i=i+l

WENDLOOPUNTIL/>100

PRINT'S=";SPRINT"S=";S

J

^END\END

y

评注:在编写算法的程序时，可先画出程序框图，抓住程序框图表示算法这个核心.注意分别用

当型循环和直到型循环语句编写的程序中，循环条件的区别与联系.

例2.某市对排污水进行综合治理，征收污水处理费，系统对各厂一个月内排出的污水量吨

'1NPUTm、收取的污水处理费元，运行程序如下所示:

IFm<=5()THEN

y=13*切

ELSE

IF机<=100THEN

y=50+l5*(/w-50)

ELSE

y=150+25*(w-100)

ENDIF

ENDIF

END

请写出y与m的函数关系，并求排放污水150吨的污水处理费用.

解：这个程序反映的是一个分段函数

13/7/(m<50)

y=<50+15(m-5O)(50<m<KX))

15()十25(〃/(心100)

因为所以，故该厂应缴纳污水处理费14(X)元.

评注:解决分段函数要用条件语句来处理.本题可画出程序框图帮助理解.

例3.求三个数72,120,168的最大公约数.

解法1：用辗转相除法

先求120,168的最大公约数，

因为168=120x1+48,120=48x2+24,48=24x2

所以120J68的最大公约数是24.

再求72,24的最大公约数，

因为72=24x3,所以72,24的最大公约数为24,

即72J20J68的最大公约数为24.

解法2:用更相减损术

先求120,168的最大公约数，

168-120=48,120-48=72,72-48=24,48-24=24

所以120.168的最大公约数为24.

再求72,24的最大公约数，

72-24=48,48-24=24

72,24的最大公约数为24,

即72,120,168的最大公约数为24.

评注:辗转相除法与更相减损术均是求两个正整数的最大公约数的方法,要理解和掌握它们的

操作步骤.

变式:试写出求正整数m,n(m>〃)的一、最小公倍数的算法程序.

解：INPUT肛〃

r\

/=1

INPUT机,〃

DO

S=m*n

a=m*i

DO

r=aMODn

r=niMODn

/=/+1

m=n或

LOOPUNTILr=0

n=r

PRINTa

LOOPUNTILr=0

END

S=S/m

_____________y

PRINTS

END

__________7

例4.用秦九韶算法求多项式f(x)=/+2.?+3/+4/+5x+6在x=2时的值.

分析：先改写多项式，再由内向外计算.

解:/(x)=x5+2x4+3/+4x2+5.r+6

=((((x+2)x+3)x+4)x+5)x+6

%=1,v,=vor+2=4

v2=V|X+3=11

vA=v2x+4=26

v4=V3X+5=57

v5=v4x+6=120

评注:用秦九韶算法求多项式值，关健是正确将多项式改写，然后由内向外计算求得.

本题也可简写为下式：

123456

2282252114

4112657120

例5,完成下列进制的转化

⑴10202c)=—(10)(2)101(10)=⑻

4

解:(l)10202(A>=lx3+2X3?+2X3°=101110>

(2)用8反复去除1()1,直到商为0止，所得的余数(从末位读起)就是十进制数101的

8进制表示

8|101余数

81125

亡~~；所以1。1例=14兀)

8114

01

评注:将进制的数转化为进制的数的方法是先将进制的数转化为十进制的数，再将这

个数转化为进制的数.

变式训练：下面是把二进制数化为十进制数的一个程序框图，判断框内应填入的条件是

()

输出s

A.t>5?B.z<4?C./>4?D.z<5?

解:111110=1x2"+1x23+1x2?+1x2+1,故判断框内应填入的条件i>4.选C.

X基础自测

一、选择题

1.下列给出的赋值语句中正确的是（）

A.4=MB・M=—MC.B=X=3D.x+y=0

1.解析:赋值语句的功能.选B

2当时，下面的程序输出的结果是()

i=\

5=0

INPUTx

WHILEi<=4

s=s*x+1

/=/+!

WEND

PRINTs

END

\______7

A.3B,7C.15D.I7

2解析：.选C

3.运行下列程序:

INPUTm,n

DO

r=ntMODn

m=n

LOOPUNTILr=()

PRINTm

\ENDy

当输入56,42时，输出的结果是

A.56B.42

C.84D.14

3.解析:该程序的功能是用辗转相除法求正整数的最大公约数，故选D

4•下边程序运行后输出的结果为()

a=0

j=l

WHILEj<=5

a=(a+j)MOD5

j=j+l

WEND

PRINTa

iEND；

A.50B.5C.25D.O

4.解析:j=l,6f=l;J=2,6/=3;j=3,t7=l;j=4,«=O;j=5,t7=O.i£D

二、填空题

SH个数324,243135的最大公约数是________________,

\解析:324=243x1+81,135=81x1+54,81=54x1+27,54=27x2.填27

6.

阅读下列程序：

ZINPUTx

IFx>100AND10。。THEN

67=A\1()()

Z?=(x-6/*100)\10

c=xMOD10

x=100*c+10*/?+«

PRINTx

ENDIF

VE_ND______y/

当程序输入式•值为123时，问运行的结果是.

6.解析:算术运算符,和MOD分别用取商和余数.该程序的功能是把一个三位数各位上的数字

颠倒过来.所以运行的结果是321.

7.（2005年高考北京卷理14）已知n次多项式，如果在一种算法中，计算（k=2,3,4,…,

n）的值需要k-l次乘法，计算的值共需要9次运算（6次乘法,3次加法），则计算的值

共需要次运算.下面给出一种减少运算次数的算法：（k=0,1,2,…，n-1）.利用该算法,

计算的值共需要6次运算，计算的值共需要次运算.

7.解析：秦九韶算法适用一般的多项式的求值问题.直接法乘法运算的次数最多可到达，

加法