内容正文:
§1.1 算法的含义
学习目标 1.通过回顾二元一次方程组的求解过程,体会算法的基本思想(难点);2.了解算法的含义和特征;3.会用自然语言描述简单的具体问题的算法(重点).
预习教材P4-6完成下面的问题:
知识点一 算法的含义及特征
1.算法的概念
12世纪的算法
是指用阿拉伯数字进行算术运算的过程
数学中的算法
通常是指按照一定规则解决某一类问题的明确和有限的步骤
现代算法
通常可以编成计算机程序,让计算机执行并解决问题
2.算法的特征
(1)有限性:一个算法的步骤序列是有限的,必须在有限的操作之后停止,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续步骤,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:求解某一问题的解法不一定是唯一的,对于同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.
3.算法与计算机
计算机解决任何问题都要依赖于算法.只有将解决问题的过程分解为若干个明确的步骤,即算法,并用计算机能够接受的“语言”准确地描述出来,计算机才能够解决问题.
【预习评价】
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
知识点二 算法的设计
1.设计算法的目的
设计算法的目的实际上是寻求一类问题的算法,它可以通过计算机来完成.设计算法的关键是把过程分解成若干个明确的步骤,然后用计算机能够接受的“语言”准确地描述出来,从而达到让计算机执行的目的.
2.设计算法的要求
(1)写出的算法必须能解决一类问题.
(2)要使算法尽量简单、步骤尽量少.
(3)要保证算法步骤有效,且计算机能够执行.
【预习评价】
一次青青草原园长包包大人带着灰太狼、懒羊羊和一捆青草过河.河边只有一条船,由于船太小,只能装下两样东西.在无人看管的情况下,灰太狼要吃懒羊羊,懒羊羊要吃青草,请问包包大人如何才能带着他们平安过河?[来源:学科网ZXXK]
提示 包包大人采取的过河的算法可以是:
第一步 包包大人带懒羊羊过河;
第二步 包包大人自己返回;
第三步 包包大人带青草过河;
第四步 包包大人带懒羊羊返回;
第五步 包包大人带灰太狼过河;
第六步 包包大人自己返回;
第七步 包包大人带懒羊羊过河.
题型一 算法的概念
【例1】 下面的结论中正确的序号是________.
①算法的每一步操作必须是明确的,不能有歧义;
②一个算法可以无止境地运算下去;
③完成一件事情的算法有且只有一种;
④设计算法要本着简单方便的原则.
解析 算法的步骤必须明确,其中不能含有模糊不清,让人误解的叙述,所以①正确;一个算法必须在执行有限步之后结束,且每一步都可在有限时间内完成,所以②错误;由于求解某一类问题的算法不是唯一的,所以③错误;算法设计要尽量简单、步骤尽量少,所以④正确.
答案 ①④
规律方法 针对这个类型的问题,正确理解算法的概念和特点是解决此类问题的关键.
【训练1】 下面对算法的描述正确的一项是________.
①算法只能用自然语言来描述
②算法只能用图形方式来表示
③同一问题可以有不同的算法
④同一问题的算法不同,结果必然不同
解析 根据算法含义可判断只有③正确.
答案 ③
题型二 算法的判断
【例2】 下列语句是算法的有________.(填写正确的序号)
①解方程x2-2x-3=0;②做米饭需要刷锅、淘米、添水、加热等几个步骤;③学习需要预习、质疑、听讲、练习、巩固等步骤;④利用公式S=4πr2计算半径为6的球的表面积,就是计算4π×62.
解析 ②③④都描述了解决问题的过程,是算法,而①只描述了一个事实,没有说明怎么解决问题,不是算法.
答案 ②③④
规律方法 “算法”与“一般意义上具体问题的解法”既有联系又有区别,它们之间是一般与特殊的关系,也是抽象与具体的关系.
【训练2】 下列说法中是算法的有________.(填序号)
①从上海到拉萨旅游,先坐飞机,再坐客车;
②解一元一次不等式的步骤是去分母、去括号、移项、合并同类项,系数化为1;
③求以A(1,1),B(-1,-2)两点为端点的线段AB的中垂线方程,可先求出AB中点坐标,再求kAB及中垂线的斜率,最后用点斜式方程求得线段AB的中垂线方程;
④求1×