内容正文:
第11章 算法初步
11.1 算法的概念
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1.理解算法的概念与特点;
2.能用自然语言描述算法,体会算法思想.
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1.算法的概念
在数学中,算法通常是指由________________组成的求解______________的通用的方法,对于该类问题中的每个给定的具体问题,机械地执行这些步骤就可以得到问题的解答.
有限多个步骤
某一类问题
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下列描述不能看作算法的是( )
A.做米饭需要刷锅、淘米、添水、加热这些步骤
B.洗衣机的使用说明书
C.解方程2x2+x-1=0
D.利用公式S=πr2,计算半径为4的圆的面积,就是计算π×42
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解析 A,B,D都描述了解决问题的过程,可以看作算法,而C只描述了一个事实,没说明怎样解决问题,不是算法.
答案:C
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2.算法的特点
一般地,对一个问题的算法就是解决该问题的程序步骤的概要说明,它有以下三个特点:
(1)这一程序步骤必须是________的——各步骤的本质与次序被明确清楚地加以描述;
(2)这一程序步骤必须是________的——按此程序步骤最后必然能得到这一问题正确的解;
(3)这一程序步骤必须是________的——该程序在有限步之后终止.
确定
有效
有限
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有人对命题“任何大于4的偶数都能写成两个奇质数之和”设计了如下操作步骤:
第一步,检验6=3+3;
第二步,检验8=3+5;
第三步,检验10=5+5;
……
利用计算机一直进行下去.
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请问:利用这种步骤能够证明猜想的正确性吗?这是一个算法吗?
解 利用这种步骤不能证明猜想的正确性.此步骤不满足算法的有限性,因此不是算法.
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已知直线l1:3x-y+12=0和l2:3x+2y-6=0,求l1,l2与y轴围成的三角形的面积.写出解决本题的一个算法.
数值性问题的算法
[思路点拨] 如右图,三角形的一个顶点为l1,l2的交点P,必须求出l1与y轴的交点A的坐标,l2与y轴的交点B的坐标,求出△PAB的底和高,才能根据面积公式求出面积,由此得到解决本题的算法.
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解 S1:解方程组eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(3x-y+12=0,,3x+2y-6=0,))得l1,l2的交点P(-2,6);
S2:在方程3x-y+12=0中令x=0,得y=12,从而得到A(0,12);
S3:在方程3x+2y-6=0中令x=0,得y=3,得到B(0,3);
S4:求出△PAB底边AB的长AB=12-3=9;
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【点评】 设计算法时,从算法的概念出发,实际上算法就是解决某些问题的方法步骤.我们只要把问题分析清楚了,按照规定的格式把它写出来,就是算法.
S5:求出△PAB的底边AB上的高h=2;
S6:代入三角形的面积公式S=eq \f(1,2)AB·h计算;
S7:输出结果.
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1.解二元一次方程组eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x-2y=-1, ①,2x+y=1. ②))
解 S1:②-①×2,得5y=3; ③
S2:解③,得y=eq \f(3,5);
S3:将y=eq \f(3,5)代入①,得x=eq \f(1,5).
S4:输出结果“方程组的解为eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x=\f(1,5),,y=\f(3,5).))”
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设计一个算法,求1 515和600的最大公约数.
[思路点拨] 利用“更相减损法”设