内容正文:
1.1 算法的含义
【课时目标】
1.通过对解决具体问题过程与步骤的分析,理解并掌握算法的概念与意义.
2.会用“算法”的思想编制数学问题的算法.
【核心内容】
1.通过实例体会算法思想,初步理解算法的含义.(重点)
2.算法概念以及用自然语言描述算法.(难点)
1.算法是指 .
2.找到了某种算法,是指使用一系列运算规则能在 步骤内求解某类问题,其中的每条规则必须是 .
3.算法的主要特点 、 .
想一想:1.求解某一类问题的算法唯一吗?
提示 不唯一.因为一件事情往往不止一种解决方案,所以,一个问题的算法也可以是多种多样的.
对一类问题的机械的、统一的求解方法
有限
明确定义的、
可行的
有限性
确定性
自学导引
2.设计算法有什么要求?
提示 设计的算法必须能解决一类问题,要使算法尽量简单、步骤尽量少,并且保证算法是正确的.
1.算法通常是指可以用计算机来解决的某一类问题的程序或步骤,这些程序或步骤必须是明确的和有效的,而且能够在有限步骤之内完成,描述算法可以有不同的方式,既可以用自然语言和数学语言加以叙述,还可以用算法语言给出精确的说明或用框图直观地显示算法的全貌.
2.算法的主要特征包括①有限性,即一个算法必须保证在执行有限步之后结束.②确定性,即算法中的每一步必须是确定的,并且能有效地执行且得到确定的结果.③普遍性,即很多具体问题都可以设计出合理的算法解决,但写出的算法必须能解决某一类问题,并且能够重复使用等.
名师点睛
题型一 算法的含义
【例1】 下列关于算法的说法:
①求解某一类问题的算法是唯一的;
②算法必须在有限步操作之后停止;
③算法的每一步操作必须是明确的,不能有歧义或模糊;
④算法执行后一定产生确定的结果.其中正确的有________.(填序号)
[思路探索] 本题考查算法的特点,解题的关键是理解有限性的含义.
【解析】 算法具有可终止性、明确性和确定性,因而②③④正确;而解决某类问题的算法不一定唯一,从而①错误.
【答案】 ②③④
规律方法 对于算法的含义和特点我们必须了解,这是解决问题的基本工具,尤其是算法的有限性和确定性这两个主要特点.
【变式1】 下列不是算法的是________.(填序号)
①解方程2x-6=0的过程是移项和系数化为1;
②从济南到温哥华要先乘火车到北京,再转乘飞机;
③解方程2x2+x-1=0;
④利用公式S=πr2计算半径为3的圆面积.
【解析】 ③不是算法,没有给出解这个方程的步骤.
【答案】 ③
题型二 数值计算问题/算法的描述
【例2】 写出求2×4×6×8×10的算法.
[思路探索] 本题为关于累乘问题的算法,按照逐一相乘的步骤进行.
解:S1 计算2×4得8;
S2 将S1中的运算结果8与6相乘得48;
S3 将S2中的运算结果48与8相乘得384;
S4 将S3中的运算结果384与10相乘得3 840.
【变式2】 已知球的表面积为16π,求球的体积.写出该问题的两个算法.
题型三 用自然语言表示问题的算法
【例3】 一个人带三只狼和三只羚羊过河,只有一条船,同船可以容纳一个人和两只动物.没有人在的时候,如果狼的数量不少于羚羊的数量,狼就会吃掉羚羊.请设计安全过河的算法.
解:算法步骤如下:
第一步 人带两只狼过河;
第二步 人自己返回;
第三步 人带一只羚羊过河;
第四步 人带两只狼返回;
第五步 人带两只羚羊过河;
第六步 人自己返回;
第七步 人带两只狼过河;
第八步 人自己返回;第九步 人带一只狼过河.
【变式3】 两个大人和两个小孩一起渡河,渡口只有一条小船,每次只能渡一个大人或两个小孩,他们四人都会划船,但都不会游泳,他们如何渡河?请写出你设计的渡河的算法.
解:S1 两个小孩同船渡过河去;
S2 一个小孩划船回来;S3 一个大人独自划船渡过河去;
S4 对岸的小孩划船回来;S5 两个小孩再同船渡过河去;
S6 一个小孩划船回来;S7 余下的另一个大人独自划船渡过河去;
S8 对岸的小孩划船回来;S9 两个小孩再同船渡过河去.
分组讨论法,在解决某类数学问题时,逐一列举、验证计算量较大,不易操作,若根据题意把其分成几个组,先研究组与组之间的关系,再研究小组内关系,可以减少操作步骤,使问题易于解决,在本节算法的设计中经常用到这种思想方法.
【示例】 一位商人有9枚银元,其中有1枚略轻的是假银元,你能用天平(不用砝码)将假银元找出来吗?写出解决这一问题的一种算法.
[思路分析] 可以两枚两枚地称,直到称出为止,也可以先分组再称.
方法技巧 分组讨论思想
解: 法一 S1 任取2枚银元分别放在天平的两边,如果天平左右不平衡,
则轻