高中數(shù)學(xué)必修3知識(shí)點(diǎn)總結(jié):第一章 算法初步
高中數(shù)學(xué)必修3知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
第一章算法初步
1.1.1
算法的概念
1、算法概念:
在數(shù)學(xué)上,現(xiàn)代意義上的“算法”通常是指可以用計(jì)算機(jī)來(lái)解決的某一類問(wèn)題是程序或步驟,這些程序或步驟必須是明確和有效的,而且能夠在有限步之內(nèi)完成.2.算法的特點(diǎn):
(1)有限性:一個(gè)算法的步驟序列是有限的,必須在有限操作之后停止,不能是無(wú)限的.
(2)確定性:算法中的每一步應(yīng)該是確定的并且能有效地執(zhí)行且得到確定的結(jié)果,而不應(yīng)當(dāng)是模棱兩可.
(3)順序性與正確性:算法從初始步驟開(kāi)始,分為若干明確的步驟,每一個(gè)步驟只能有一個(gè)確定的后繼步驟,前一步是后一步的前提,只有執(zhí)行完前一步才能進(jìn)行下一步,并且每一步都準(zhǔn)確無(wú)誤,才能完成問(wèn)題.(4)不唯一性:求解某一個(gè)問(wèn)題的解法不一定是唯一的,對(duì)于一個(gè)問(wèn)題可以有不同的算法.
(5)普遍性:很多具體的問(wèn)題,都可以設(shè)計(jì)合理的算法去解決,如心算、計(jì)算器計(jì)算都要經(jīng)過(guò)有限、事先設(shè)計(jì)好的步驟加以解決.
1.1.2程序框圖
1、程序框圖基本概念:
(一)程序構(gòu)圖的概念:程序框圖又稱流程圖,是一種用規(guī)定的圖形、指向線及文字說(shuō)明來(lái)準(zhǔn)確、直觀地表示算法的圖形。一個(gè)程序框圖包括以下幾部分:表示相應(yīng)操作的程序框;帶箭頭的流程線;程序框外必要文字說(shuō)明。(二)構(gòu)成程序框的圖形符號(hào)及其作用
程序框起止框輸入、輸出框處理框判斷框“Y”;不成立時(shí)標(biāo)明“否”或“N”。寫在不同的用以處理數(shù)據(jù)的處理框內(nèi)。判斷某一條件是否成立,成立時(shí)在出口處標(biāo)明“是”或要輸入、輸出的位置。賦值、計(jì)算,算法中處理數(shù)據(jù)需要的算式、公式等分別表示一個(gè)算法輸入和輸出的信息,可用在算法中任何需名稱功能表示一個(gè)算法的起始和結(jié)束,是任何流程圖不可少的。
學(xué)習(xí)這部分知識(shí)的時(shí)候,要掌握各個(gè)圖形的形狀、作用及使用規(guī)則,畫(huà)程序框圖的規(guī)則如下:
1、使用標(biāo)準(zhǔn)的圖形符號(hào)。2、框圖一般按從上到下、從左到右的方向畫(huà)。3、除判斷框外,大多數(shù)流程圖符號(hào)只有一個(gè)進(jìn)入點(diǎn)和一個(gè)退出點(diǎn)。判斷框具有超過(guò)一個(gè)退出點(diǎn)的唯一符號(hào)。4、判斷框分兩大類,一類判斷框“是”與“否”兩分支的判斷,而且有且僅有兩個(gè)結(jié)果;另一類是多分支判斷,有幾種不同的結(jié)果。5、在圖形符號(hào)內(nèi)描述的語(yǔ)言要非常簡(jiǎn)練清楚。(三)、算法的三種基本邏輯結(jié)構(gòu):順序結(jié)構(gòu)、條件結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)。
1、順序結(jié)構(gòu):順序結(jié)構(gòu)是最簡(jiǎn)單的算法結(jié)構(gòu),語(yǔ)句與語(yǔ)句之間,框與框之間是按從上到下的順序進(jìn)行的,它是由若干個(gè)依次執(zhí)行的處理步驟組成的,它是任何一個(gè)算法都離不開(kāi)的一種基本算法結(jié)構(gòu)。順序結(jié)構(gòu)在程序框圖中的體現(xiàn)就是用流程線將程序框自上而下地連接起來(lái),按順序執(zhí)行算法步驟。如在示意圖中,A框和B框是依次執(zhí)行的,只有在執(zhí)行完A框指定的操作后,才能接著執(zhí)行B框所指定的操作。2、條件結(jié)構(gòu):
條件結(jié)構(gòu)是指在算法中通過(guò)對(duì)條件的判斷根據(jù)條件是否成立而選擇不同流向的算法結(jié)構(gòu)。
條件P是否成立而選擇執(zhí)行A框或B框。無(wú)論P(yáng)條件是否成立,只能執(zhí)行A框或B框之一,不可能同時(shí)執(zhí)行A框和
B框,也不可能A框、B框都不執(zhí)行。一個(gè)判斷結(jié)構(gòu)可以有多個(gè)判斷框。
3、循環(huán)結(jié)構(gòu):在一些算法中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)從某處開(kāi)始,按照一定條件,反復(fù)執(zhí)行某一處理步驟的情況,這就是循環(huán)結(jié)構(gòu),反復(fù)執(zhí)行的處理步驟為循環(huán)體,顯然,循環(huán)結(jié)構(gòu)中一定包含條件結(jié)構(gòu)。循環(huán)結(jié)構(gòu)又稱重復(fù)結(jié)構(gòu),循環(huán)結(jié)構(gòu)可細(xì)分為兩類:(1)、一類是當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu),如下左圖所示,它的功能是當(dāng)給定的條件P成立時(shí),執(zhí)行A框,A框執(zhí)行完畢后,再判斷條件P是否成立,如果仍然成立,再執(zhí)行A框,如此反復(fù)執(zhí)行A框,直到某一次條件P不成立為止,此時(shí)不再執(zhí)行A框,離開(kāi)循環(huán)結(jié)構(gòu)。
(2)、另一類是直到型循環(huán)結(jié)構(gòu),如下右圖所示,它的功能是先執(zhí)行,然后判斷給定的條件P是否成立,如果P仍然不成立,則繼續(xù)執(zhí)行A框,直到某一次給定的條件P成立為止,此時(shí)不再執(zhí)行A框,離開(kāi)循環(huán)結(jié)構(gòu)。
當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)
ABAAP不成立構(gòu)要在某個(gè)條件
循環(huán)結(jié)構(gòu)中一定包含條件結(jié)構(gòu),但不用于記錄循環(huán)次數(shù),累加變量用于輸出結(jié)下終止循允許“死循環(huán)”。P注意:1循環(huán)結(jié)
不成立成立環(huán),這就需要條件結(jié)構(gòu)來(lái)判斷。因此,成立2在循環(huán)結(jié)構(gòu)中都有一個(gè)計(jì)數(shù)變量和累加變量。計(jì)數(shù)變量
果。計(jì)數(shù)變量和累加變量一般是同步執(zhí)行的,累加一次,計(jì)數(shù)一次。
1.2.1輸入、輸出語(yǔ)句和賦值語(yǔ)句
1、輸入語(yǔ)句
(1)輸入語(yǔ)句的一般格式
INPUT“提示內(nèi)容”;變量圖形計(jì)算器格式(2)輸入
INPUT“提示內(nèi)容”,變量語(yǔ)句的作用是實(shí)現(xiàn)
算法的輸入信息功能;(3)“提示內(nèi)容”提示用戶輸入什么樣的信息,變量是指程序在運(yùn)行時(shí)其值是可以變化的量;(4)輸入語(yǔ)句要求輸入的值只能是具體的常數(shù),不能是函數(shù)、變量或表達(dá)式;(5)提示內(nèi)容與變量之間用分號(hào)“;”隔開(kāi),若輸入多個(gè)變量,變量與變量之間用逗號(hào)“,”隔開(kāi)。2、輸出語(yǔ)句
(1)輸出語(yǔ)句的一般格式
輸PRINT“提示內(nèi)容”;表達(dá)式圖形計(jì)算器格式Disp“提示內(nèi)容”,變量(2)出語(yǔ)
句的作用是實(shí)現(xiàn)算法的輸出結(jié)果功能;(3)“提示內(nèi)容”提示用戶輸入什么樣的信息,表達(dá)式是指程序要輸出的數(shù)據(jù);(4)輸出語(yǔ)句可以輸出常量、變量或表達(dá)式的值以及字符。3、賦值語(yǔ)句
(1)賦值語(yǔ)句的一般格式
(2)賦值語(yǔ)句的作用是將表達(dá)式所代表的值賦給變量;(3)賦值語(yǔ)句中的“=”稱作賦值號(hào),與數(shù)學(xué)中的等號(hào)的意義是不同的。賦值號(hào)的左右兩邊不能對(duì)換,它將賦值號(hào)右邊的表達(dá)式的值賦給賦值號(hào)左邊的變量;(4)賦值語(yǔ)句左邊只能是變量名字,而不是表達(dá)式,右邊表達(dá)式可以是一個(gè)數(shù)據(jù)、常量或算式;(5)對(duì)于一個(gè)變量可以多次賦值。
注意:①賦值號(hào)左邊只能是變量名字,而不能是表達(dá)式。如:2=X是錯(cuò)誤的。②賦值號(hào)左右不能對(duì)換。如“A=B”“B=A”的含義運(yùn)行結(jié)果是不同的。③不能利用賦值語(yǔ)句進(jìn)行代數(shù)式的演算。(如化簡(jiǎn)、因式分解、解方程等)④賦值號(hào)“=”與數(shù)學(xué)中的等號(hào)意義不同。1.2.2條件語(yǔ)句
1、條件語(yǔ)句的一般格式有兩種:(1)IFTHENELSE語(yǔ)句;(2)IFTHEN語(yǔ)句。2、IFTHENELSE語(yǔ)句IFTHENELSE語(yǔ)句的一般格式為圖1,對(duì)應(yīng)的程序框圖為圖2。
圖形計(jì)算器變量=表達(dá)式格式表達(dá)式變量IF條件THEN語(yǔ)句1ELSE語(yǔ)句2ENDIF滿足條件?是語(yǔ)句1否
語(yǔ)句2
圖1圖2
分析:在IFTHENELSE語(yǔ)句中,“條件”表示判斷的條件,“語(yǔ)句1”表示滿足條件時(shí)執(zhí)行的操作內(nèi)容;“語(yǔ)句2”表示不滿足條件時(shí)執(zhí)行的操作內(nèi)容;ENDIF表示條件語(yǔ)句的結(jié)束。計(jì)算機(jī)在執(zhí)行時(shí),首先對(duì)IF后的條件進(jìn)行判斷,如果條件符合,則執(zhí)行THEN后面的語(yǔ)句1;若條件不符合,則執(zhí)行ELSE后面的語(yǔ)句2。3、IFTHEN語(yǔ)句
IFTHEN語(yǔ)句的一般格式為圖3,對(duì)應(yīng)的程序框圖為圖4。
IF條件THEN語(yǔ)句ENDIF(圖3)
是滿足條件?否(圖4)語(yǔ)句注意:“條件”表示判斷的條件;“語(yǔ)句”表示滿足條件時(shí)執(zhí)行的操作
內(nèi)容,條件不滿足時(shí),結(jié)束程序;ENDIF表示條件語(yǔ)句的結(jié)束。計(jì)算機(jī)在執(zhí)行時(shí)首先對(duì)IF后的條件進(jìn)行判斷,如果條件符合就執(zhí)行THEN后邊的語(yǔ)句,若條件不符合則直接結(jié)束該條件語(yǔ)句,轉(zhuǎn)而執(zhí)行其它語(yǔ)句。
1.2.3循環(huán)語(yǔ)句
循環(huán)結(jié)構(gòu)是由循環(huán)語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)應(yīng)于程序框圖中的兩種循環(huán)結(jié)構(gòu),一般程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中也有當(dāng)型(WHILE型)和直到型(UNTIL型)兩種語(yǔ)句結(jié)構(gòu)。即WHILE語(yǔ)句和UNTIL語(yǔ)句。1、WHILE語(yǔ)句
(1)WHILE語(yǔ)句的一般格式是對(duì)應(yīng)的程序框圖是
循環(huán)體WHILE條件循環(huán)體WEND滿足條件?否是(2)當(dāng)計(jì)算機(jī)遇到WHILE語(yǔ)句時(shí),先判斷條件的真假,如果條件符合,就執(zhí)行WHILE與WEND之間的循環(huán)體;然后再檢查上述條件,如果條件仍符合,再次執(zhí)行循環(huán)體,這個(gè)過(guò)程反復(fù)進(jìn)行,直到某一次條件不符合為止。這時(shí),計(jì)算機(jī)將不執(zhí)行循環(huán)體,直接跳到WEND語(yǔ)句后,接著執(zhí)行WEND之后的語(yǔ)句。因此,當(dāng)型循環(huán)有時(shí)也稱為“前測(cè)試型”循環(huán)。2、UNTIL語(yǔ)句
(1)UNTIL語(yǔ)句的一般格式是對(duì)應(yīng)的程序框圖是
(2)直到型循環(huán)又稱為“后測(cè)試型”循環(huán),從UNTIL型循環(huán)結(jié)構(gòu)分析,計(jì)算機(jī)執(zhí)行該語(yǔ)句時(shí),先執(zhí)行一次循環(huán)體,然后進(jìn)行DO循環(huán)體LOOPUNTIL條件循環(huán)體否滿足條件?是
條件的判斷,如果條件不滿足,繼續(xù)返回執(zhí)行循環(huán)體,然后再進(jìn)行條件的判斷,這個(gè)過(guò)程反復(fù)進(jìn)行,直到某一次條件滿足時(shí),不再執(zhí)行循環(huán)體,跳到LOOPUNTIL語(yǔ)句后執(zhí)行其他語(yǔ)句,是先執(zhí)行循環(huán)體后進(jìn)行條件判斷的循環(huán)語(yǔ)句。分析:當(dāng)型循環(huán)與直到型循環(huán)的區(qū)別:(先由學(xué)生討論再歸納)(1)
當(dāng)型循環(huán)先判斷后執(zhí)行,直到型循環(huán)先執(zhí)行后判斷;
在WHILE語(yǔ)句中,是當(dāng)條件滿足時(shí)執(zhí)行循環(huán)體,在UNTIL語(yǔ)句中,是當(dāng)條件不滿足時(shí)執(zhí)行循環(huán)
1.3.1輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)
1、輾轉(zhuǎn)相除法。也叫歐幾里德算法,用輾轉(zhuǎn)相除法求最大公約數(shù)的步驟如下:(1):用較大的數(shù)m除以較小的數(shù)n得到一個(gè)商
S0和一個(gè)余數(shù)
R0;(2):若
R0=0,則n為m,n的最大公約數(shù);若
R0≠0,
則用除數(shù)n除以余數(shù)除以余數(shù)
R0得到一個(gè)商
S1和一個(gè)余數(shù)
R1;(3):若
R1=0,則
R1為m,n的最大公約數(shù);若
R1≠0,則用除數(shù)
R0R1得到一個(gè)商
S2和一個(gè)余數(shù)
R2;依次計(jì)算直至
Rn=0,此時(shí)所得到的
Rn1即為所求的最大公約數(shù)。
2、更相減損術(shù)
我國(guó)早期也有求最大公約數(shù)問(wèn)題的算法,就是更相減損術(shù)。在《九章算術(shù)》中有更相減損術(shù)求最大公約數(shù)的步驟:可半者半之,不可半者,副置分母子之?dāng)?shù),以少減多,更相減損,求其等也,以等數(shù)約之。
翻譯為:(1):任意給出兩個(gè)正數(shù);判斷它們是否都是偶數(shù)。若是,用2約簡(jiǎn);若不是,執(zhí)行第二步。(2):以較大的數(shù)減去較小的數(shù),接著把較小的數(shù)與所得的差比較,并以大數(shù)減小數(shù)。繼續(xù)這個(gè)操作,直到所得的數(shù)相等為止,則這個(gè)數(shù)(等數(shù))就是所求的最大公約數(shù)。
例2用更相減損術(shù)求98與63的最大公約數(shù).分析:(略)
3、輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)的區(qū)別:
(1)都是求最大公約數(shù)的方法,計(jì)算上輾轉(zhuǎn)相除法以除法為主,更相減損術(shù)以減法為主,計(jì)算次數(shù)上輾轉(zhuǎn)相除法計(jì)算次數(shù)相對(duì)較少,特別當(dāng)兩個(gè)數(shù)字大小區(qū)別較大時(shí)計(jì)算次數(shù)的區(qū)別較明顯。
(2)從結(jié)果體現(xiàn)形式來(lái)看,輾轉(zhuǎn)相除法體現(xiàn)結(jié)果是以相除余數(shù)為0則得到,而更相減損術(shù)則以減數(shù)與差相等而得到
1.3.2秦九韶算法與排序
1、秦九韶算法概念:
f(x)=anxn+an-1xn-1+….+a1x+a0求值問(wèn)題
f(x)=anxn+an-1xn-1+….+a1x+a0=(anxn-1+an-1xn-2+….+a1)x+a0=((anxn-2+an-1xn-3+….+a2)x+a1)x+a0
=......=(...(anx+an-1)x+an-2)x+...+a1)x+a0
求多項(xiàng)式的值時(shí),首先計(jì)算最內(nèi)層括號(hào)內(nèi)依次多項(xiàng)式的值,即v1=anx+an-1然后由內(nèi)向外逐層計(jì)算一次多項(xiàng)式的值,即v2=v1x+an-2v3=v2x+an-3......vn=vn-1x+a0
這樣,把n次多項(xiàng)式的求值問(wèn)題轉(zhuǎn)化成求n個(gè)一次多項(xiàng)式的值的問(wèn)題。2、兩種排序方法:直接插入排序和冒泡排序1、直接插入排序
基本思想:插入排序的思想就是讀一個(gè),排一個(gè)。將第1個(gè)數(shù)放入數(shù)組的第1個(gè)元素中,以后讀入的數(shù)與已存入數(shù)組的數(shù)進(jìn)行比較,確定它在從大到小的排列中應(yīng)處的位置.將該位置以及以后的元素向后推移一個(gè)位置,將讀入的新數(shù)填入空出的位置中.(由于算法簡(jiǎn)單,可以舉例說(shuō)明)2、冒泡排序
基本思想:依次比較相鄰的兩個(gè)數(shù),把大的放前面,小的放后面.即首先比較第1個(gè)數(shù)和第2個(gè)數(shù),大數(shù)放前,小數(shù)放后.然后比較第2個(gè)數(shù)和第3個(gè)數(shù)......直到比較最后兩個(gè)數(shù).第一趟結(jié)束,最小的一定沉到最后.重復(fù)上過(guò)程,仍從第1個(gè)數(shù)開(kāi)始,到最后第2個(gè)數(shù)......由于在排序過(guò)程中總是大數(shù)往前,小數(shù)往后,相當(dāng)氣泡上升,所以叫冒泡排序.
1.3.3進(jìn)位制
1、概念:進(jìn)位制是一種記數(shù)方式,用有限的數(shù)字在不同的位置表示不同的數(shù)值。可使用數(shù)字符號(hào)的個(gè)數(shù)稱為基數(shù),基數(shù)為n,即可稱n進(jìn)位制,簡(jiǎn)稱n進(jìn)制。現(xiàn)在最常用的是十進(jìn)制,通常使用10個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字0-9進(jìn)行記數(shù)。對(duì)于任何一個(gè)數(shù),我們可以用不同的進(jìn)位制來(lái)表示。比如:十進(jìn)數(shù)57,可以用二進(jìn)制表示為111001,也可以用八進(jìn)制表示為71、用十六進(jìn)制表示為39,它們所代表的數(shù)值都是一樣的。
一般地,若k是一個(gè)大于一的整數(shù),那么以k為基數(shù)的k進(jìn)制可以表示為:
anan1...a1a0(k)(0ank,0an1,...,a1,a0k),
而表示各種進(jìn)位制數(shù)一般在數(shù)字右下腳加注來(lái)表示,如111001(2)表示二進(jìn)制數(shù),34(5)表示5進(jìn)制數(shù)
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第一章算法初步
1.1.1
算法的概念
1、算法概念:
在數(shù)學(xué)上,現(xiàn)代意義上的“算法”通常是指可以用計(jì)算機(jī)來(lái)解決的某一類問(wèn)題是程序或步驟,這些程序或步驟必須是明確和有效的,而且能夠在有限步之內(nèi)完成.2.算法的特點(diǎn):
(1)有限性:一個(gè)算法的步驟序列是有限的,必須在有限操作之后停止,不能是無(wú)限的.
(2)確定性:算法中的每一步應(yīng)該是確定的并且能有效地執(zhí)行且得到確定的結(jié)果,而不應(yīng)當(dāng)是模棱兩可.
(3)順序性與正確性:算法從初始步驟開(kāi)始,分為若干明確的步驟,每一個(gè)步驟只能有一個(gè)確定的后繼步驟,前一步是后一步的前提,只有執(zhí)行完前一步才能進(jìn)行下一步,并且每一步都準(zhǔn)確無(wú)誤,才能完成問(wèn)題.(4)不唯一性:求解某一個(gè)問(wèn)題的解法不一定是唯一的,對(duì)于一個(gè)問(wèn)題可以有不同的算法.
(5)普遍性:很多具體的問(wèn)題,都可以設(shè)計(jì)合理的算法去解決,如心算、計(jì)算器計(jì)算都要經(jīng)過(guò)有限、事先設(shè)計(jì)好的步驟加以解決.
1.1.2程序框圖
1、程序框圖基本概念:
(一)程序構(gòu)圖的概念:程序框圖又稱流程圖,是一種用規(guī)定的圖形、指向線及文字說(shuō)明來(lái)準(zhǔn)確、直觀地表示算法的圖形。一個(gè)程序框圖包括以下幾部分:表示相應(yīng)操作的程序框;帶箭頭的流程線;程序框外必要文字說(shuō)明。(二)構(gòu)成程序框的圖形符號(hào)及其作用
程序框起止框輸入、輸出框處理框判斷框“Y”;不成立時(shí)標(biāo)明“否”或“N”。寫在不同的用以處理數(shù)據(jù)的處理框內(nèi)。判斷某一條件是否成立,成立時(shí)在出口處標(biāo)明“是”或要輸入、輸出的位置。賦值、計(jì)算,算法中處理數(shù)據(jù)需要的算式、公式等分別表示一個(gè)算法輸入和輸出的信息,可用在算法中任何需名稱功能表示一個(gè)算法的起始和結(jié)束,是任何流程圖不可少的。歸海木心QQ:6341025歸海木心QQ:634102564
學(xué)習(xí)這部分知識(shí)的時(shí)候,要掌握各個(gè)圖形的形狀、作用及使用規(guī)則,畫(huà)程序框圖的規(guī)則如下:
1、使用標(biāo)準(zhǔn)的圖形符號(hào)。2、框圖一般按從上到下、從左到右的方向畫(huà)。3、除判斷框外,大多數(shù)流程圖符號(hào)只有一個(gè)進(jìn)入點(diǎn)和一個(gè)退出點(diǎn)。判斷框具有超過(guò)一個(gè)退出點(diǎn)的唯一符號(hào)。4、判斷框分兩大類,一類判斷框“是”與“否”兩分支的判斷,而且有且僅有兩個(gè)結(jié)果;另一類是多分支判斷,有幾種不同的結(jié)果。5、在圖形符號(hào)內(nèi)描述的語(yǔ)言要非常簡(jiǎn)練清楚。(三)、算法的三種基本邏輯結(jié)構(gòu):順序結(jié)構(gòu)、條件結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)。
1、順序結(jié)構(gòu):順序結(jié)構(gòu)是最簡(jiǎn)單的算法結(jié)構(gòu),語(yǔ)句與語(yǔ)句之間,框與框之間是按從上到下的順序進(jìn)行的,它是由若干個(gè)依次執(zhí)行的處理步驟組成的,它是任何一個(gè)算法都離不開(kāi)的一種基本算法結(jié)構(gòu)。順序結(jié)構(gòu)在程序框圖中的體現(xiàn)就是用流程線將程序框自上而下地連接起來(lái),按順序執(zhí)行算法步驟。如在示意圖中,A框和B框是依次執(zhí)行的,只有在執(zhí)行完A框指定的操作后,才能接著執(zhí)行B框所指定的操作。2、條件結(jié)構(gòu):
條件結(jié)構(gòu)是指在算法中通過(guò)對(duì)條件的判斷根據(jù)條件是否成立而選擇不同流向的算法結(jié)構(gòu)。
條件P是否成立而選擇執(zhí)行A框或B框。無(wú)論P(yáng)條件是否成立,只能執(zhí)行A框或B框之一,不可能同時(shí)執(zhí)行A框和
B框,也不可能A框、B框都不執(zhí)行。一個(gè)判斷結(jié)構(gòu)可以有多個(gè)判斷框。
3、循環(huán)結(jié)構(gòu):在一些算法中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)從某處開(kāi)始,按照一定條件,反復(fù)執(zhí)行某一處理步驟的情況,這就是循環(huán)結(jié)構(gòu),反復(fù)執(zhí)行的處理步驟為循環(huán)體,顯然,循環(huán)結(jié)構(gòu)中一定包含條件結(jié)構(gòu)。循環(huán)結(jié)構(gòu)又稱重復(fù)結(jié)構(gòu),循環(huán)結(jié)構(gòu)可細(xì)分為兩類:(1)、一類是當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu),如下左圖所示,它的功能是當(dāng)給定的條件P成立時(shí),執(zhí)行A框,A框執(zhí)行完畢后,再判斷條件P是否成立,如果仍然成立,再執(zhí)行A框,如此反復(fù)執(zhí)行A框,直到某一次條件P不成立為止,此時(shí)不再執(zhí)行A框,離開(kāi)循環(huán)結(jié)構(gòu)。
(2)、另一類是直到型循環(huán)結(jié)構(gòu),如下右圖所示,它的功能是先執(zhí)行,然后判斷給定的條件P是否成立,如果P仍然不成立,則繼續(xù)執(zhí)行A框,直到某一次給定的條件P成立為止,此時(shí)不再執(zhí)行A框,離開(kāi)循環(huán)結(jié)構(gòu)。
當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)
ABAAP不成立構(gòu)要在某個(gè)條件
循環(huán)結(jié)構(gòu)中一定包含條件結(jié)構(gòu),但不用于記錄循環(huán)次數(shù),累加變量用于輸出結(jié)下終止循允許“死循環(huán)”。P注意:1循環(huán)結(jié)
不成立環(huán),這就需要條件結(jié)構(gòu)來(lái)判斷。因此,成立成立2在循環(huán)結(jié)構(gòu)中都有一個(gè)計(jì)數(shù)變量和累加變量。計(jì)數(shù)變量歸海木心QQ:6341025歸海木心QQ:634102564
果。計(jì)數(shù)變量和累加變量一般是同步執(zhí)行的,累加一次,計(jì)數(shù)一次。
1.2.1輸入、輸出語(yǔ)句和賦值語(yǔ)句
1、輸入語(yǔ)句
(1)輸入語(yǔ)句的一般格式
INPUT“提示內(nèi)容”;變量圖形計(jì)算器格式(2)輸入
INPUT“提示內(nèi)容”,變量語(yǔ)句的作用是實(shí)現(xiàn)
算法的輸入信息功能;(3)“提示內(nèi)容”提示用戶輸入什么樣的信息,變量是指程序在運(yùn)行時(shí)其值是可以變化的量;(4)輸入語(yǔ)句要求輸入的值只能是具體的常數(shù),不能是函數(shù)、變量或表達(dá)式;(5)提示內(nèi)容與變量之間用分號(hào)“;”隔開(kāi),若輸入多個(gè)變量,變量與變量之間用逗號(hào)“,”隔開(kāi)。2、輸出語(yǔ)句
(1)輸出語(yǔ)句的一般格式
輸PRINT“提示內(nèi)容”;表達(dá)式圖形計(jì)算器格式Disp“提示內(nèi)容”,變量(2)出語(yǔ)
句的作用是實(shí)現(xiàn)算法的輸出結(jié)果功能;(3)“提示內(nèi)容”提示用戶輸入什么樣的信息,表達(dá)式是指程序要輸出的數(shù)據(jù);(4)輸出語(yǔ)句可以輸出常量、變量或表達(dá)式的值以及字符。3、賦值語(yǔ)句
(1)賦值語(yǔ)句的一般格式
(2)賦值語(yǔ)句的作用是將表達(dá)式所代表的值賦給變量;(3)賦值語(yǔ)句中的“=”稱作賦值號(hào),與數(shù)學(xué)中的等號(hào)的意義是不同的。賦值號(hào)的左右兩邊不能對(duì)換,它將賦值號(hào)右邊的表達(dá)式的值賦給賦值號(hào)左邊的變量;(4)賦值語(yǔ)句左邊只能是變量名字,而不是表達(dá)式,右邊表達(dá)式可以是一個(gè)數(shù)據(jù)、常量或算式;(5)對(duì)于一個(gè)變量可以多次賦值。
注意:①賦值號(hào)左邊只能是變量名字,而不能是表達(dá)式。如:2=X是錯(cuò)誤的。②賦值號(hào)左右不能對(duì)換。如“A=B”“B=A”的含義運(yùn)行結(jié)果是不同的。③不能利用賦值語(yǔ)句進(jìn)行代數(shù)式的演算。(如化簡(jiǎn)、因式分解、解方程等)④賦值號(hào)“=”與數(shù)學(xué)中的等號(hào)意義不同。1.2.2條件語(yǔ)句
1、條件語(yǔ)句的一般格式有兩種:(1)IFTHENELSE語(yǔ)句;(2)IFTHEN語(yǔ)句。2、IFTHENELSE語(yǔ)句IFTHENELSE語(yǔ)句的一般格式為圖1,對(duì)應(yīng)的程序框圖為圖2。
變量=表達(dá)式圖形計(jì)算器格式表達(dá)式變量IF條件THEN語(yǔ)句1ELSE語(yǔ)句2否滿足條件?是語(yǔ)句1語(yǔ)句2
ENDIF歸海木心QQ:6341025歸海木心QQ:634102564
圖1圖2
分析:在IFTHENELSE語(yǔ)句中,“條件”表示判斷的條件,“語(yǔ)句1”表示滿足條件時(shí)執(zhí)行的操作內(nèi)容;“語(yǔ)句2”表示不滿足條件時(shí)執(zhí)行的操作內(nèi)容;ENDIF表示條件語(yǔ)句的結(jié)束。計(jì)算機(jī)在執(zhí)行時(shí),首先對(duì)IF后的條件進(jìn)行判斷,如果條件符合,則執(zhí)行THEN后面的語(yǔ)句1;若條件不符合,則執(zhí)行ELSE后面的語(yǔ)句2。3、IFTHEN語(yǔ)句
IFTHEN語(yǔ)句的一般格式為圖3,對(duì)應(yīng)的程序框圖為圖4。
IF條件THEN語(yǔ)句ENDIF(圖3)
是滿足條件?否語(yǔ)句注意:“條件”表示判斷的條件;“語(yǔ)句”表示滿足條件時(shí)執(zhí)行的操作若條件不符合則直接結(jié)束該條件語(yǔ)句,轉(zhuǎn)而執(zhí)行其它語(yǔ)句。
內(nèi)容,條件不滿足時(shí),結(jié)束程序;ENDIF表示條件語(yǔ)句的結(jié)束。計(jì)算機(jī)在執(zhí)行時(shí)首先對(duì)IF后的條件進(jìn)行判斷,如果條件符合就執(zhí)行THEN后邊的語(yǔ)句,
(圖4)1.2.3循環(huán)語(yǔ)句
循環(huán)結(jié)構(gòu)是由循環(huán)語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)應(yīng)于程序框圖中的兩種循環(huán)結(jié)構(gòu),一般程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中也有當(dāng)型(WHILE型)和直到型(UNTIL型)兩種語(yǔ)句結(jié)構(gòu)。即WHILE語(yǔ)句和UNTIL語(yǔ)句。1、WHILE語(yǔ)句
(1)WHILE語(yǔ)句的一般格式是對(duì)應(yīng)的程序框圖是
循環(huán)體WHILE條件循環(huán)體WEND滿足條件?否是(2)當(dāng)計(jì)算機(jī)遇到WHILE語(yǔ)句時(shí),先判斷條件的真假,如果條件符合,就執(zhí)行WHILE與WEND之間的循環(huán)體;然后再檢查上述條件,如果條件仍符合,再次執(zhí)行循環(huán)體,這個(gè)過(guò)程反復(fù)進(jìn)行,直到某一次條件不符合為止。這時(shí),計(jì)算機(jī)將不執(zhí)行循環(huán)體,直接跳到WEND語(yǔ)句后,接著執(zhí)行WEND之后的語(yǔ)句。因此,當(dāng)型循環(huán)有時(shí)也稱為“前測(cè)試型”循環(huán)。2、UNTIL語(yǔ)句
(1)UNTIL語(yǔ)句的一般格式是對(duì)應(yīng)的程序框圖是
(2)直到型循環(huán)又稱為“后測(cè)試型”循環(huán),從UNTIL型循環(huán)結(jié)構(gòu)分析,計(jì)算機(jī)執(zhí)行該語(yǔ)句時(shí),先執(zhí)行一次循環(huán)體,然后進(jìn)行DO循環(huán)體LOOPUNTIL條件循環(huán)體滿足條件?是否歸海木心QQ:6341025歸海木心QQ:634102564
條件的判斷,如果條件不滿足,繼續(xù)返回執(zhí)行循環(huán)體,然后再進(jìn)行條件的判斷,這個(gè)過(guò)程反復(fù)進(jìn)行,直到某一次條件滿足時(shí),不再執(zhí)行循環(huán)體,跳到LOOPUNTIL語(yǔ)句后執(zhí)行其他語(yǔ)句,是先執(zhí)行循環(huán)體后進(jìn)行條件判斷的循環(huán)語(yǔ)句。分析:當(dāng)型循環(huán)與直到型循環(huán)的區(qū)別:(先由學(xué)生討論再歸納)(1)當(dāng)型循環(huán)先判斷后執(zhí)行,直到型循環(huán)先執(zhí)行后判斷;
在WHILE語(yǔ)句中,是當(dāng)條件滿足時(shí)執(zhí)行循環(huán)體,在UNTIL語(yǔ)句中,是當(dāng)條件不滿足時(shí)執(zhí)行循環(huán)
1.3.1輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)
1、輾轉(zhuǎn)相除法。也叫歐幾里德算法,用輾轉(zhuǎn)相除法求最大公約數(shù)的步驟如下:(1):用較大的數(shù)m除以較小的數(shù)n得到一個(gè)商則用除數(shù)n除以余數(shù)除以余數(shù)
RRS0和一個(gè)余數(shù)R0;
(2):若0=0,則n為m,n的最大公約數(shù);若0≠0,
R0得到一個(gè)商S1和一個(gè)余數(shù)R1;RRRR(3):若1=0,則1為m,n的最大公約數(shù);若1≠0,則用除數(shù)0R1得到一個(gè)商S2和一個(gè)余數(shù)R2;依次計(jì)算直至Rn=0,此時(shí)所得到的Rn1即為所求的最大公約數(shù)。
2、更相減損術(shù)
我國(guó)早期也有求最大公約數(shù)問(wèn)題的算法,就是更相減損術(shù)。在《九章算術(shù)》中有更相減損術(shù)求最大公約數(shù)的步驟:可半者半之,不可半者,副置分母子之?dāng)?shù),以少減多,更相減損,求其等也,以等數(shù)約之。
翻譯為:(1):任意給出兩個(gè)正數(shù);判斷它們是否都是偶數(shù)。若是,用2約簡(jiǎn);若不是,執(zhí)行第二步。(2):以較大的數(shù)減去較小的數(shù),接著把較小的數(shù)與所得的差比較,并以大數(shù)減小數(shù)。繼續(xù)這個(gè)操作,直到所得的數(shù)相等為止,則這個(gè)數(shù)(等數(shù))就是所求的最大公約數(shù)。
例2用更相減損術(shù)求98與63的最大公約數(shù).分析:(略)
3、輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)的區(qū)別:
(1)都是求最大公約數(shù)的方法,計(jì)算上輾轉(zhuǎn)相除法以除法為主,更相減損術(shù)以減法為主,計(jì)算次數(shù)上輾轉(zhuǎn)相除法計(jì)算次數(shù)相對(duì)較少,特別當(dāng)兩個(gè)數(shù)字大小區(qū)別較大時(shí)計(jì)算次數(shù)的區(qū)別較明顯。
(2)從結(jié)果體現(xiàn)形式來(lái)看,輾轉(zhuǎn)相除法體現(xiàn)結(jié)果是以相除余數(shù)為0則得到,而更相減損術(shù)則以減數(shù)與差相等而得到
1.3.2秦九韶算法與排序
1、秦九韶算法概念:
f(x)=anx+an-1x+….+a1x+a0求值問(wèn)題
f(x)=anx+an-1x+….+a1x+a0=(anx+an-1x+….+a1)x+a0=((anx+an-1x+….+a2)x+a1)x+a0
=......=(...(anx+an-1)x+an-2)x+...+a1)x+a0
nn-1
n-1
n-2
n-2
n-3
nn-1
求多項(xiàng)式的值時(shí),首先計(jì)算最內(nèi)層括號(hào)內(nèi)依次多項(xiàng)式的值,即v1=anx+an-1然后由內(nèi)向外逐層計(jì)算一次多項(xiàng)式的值,即v2=v1x+an-2v3=v2x+an-3......vn=vn-1x+a0
歸海木心QQ:6341025歸海木心QQ:634102564
這樣,把n次多項(xiàng)式的求值問(wèn)題轉(zhuǎn)化成求n個(gè)一次多項(xiàng)式的值的問(wèn)題。2、兩種排序方法:直接插入排序和冒泡排序1、直接插入排序
基本思想:插入排序的思想就是讀一個(gè),排一個(gè)。將第1個(gè)數(shù)放入數(shù)組的第1個(gè)元素中,以后讀入的數(shù)與已存入數(shù)組的數(shù)進(jìn)行比較,確定它在從大到小的排列中應(yīng)處的位置.將該位置以及以后的元素向后推移一個(gè)位置,將讀入的新數(shù)填入空出的位置中.(由于算法簡(jiǎn)單,可以舉例說(shuō)明)2、冒泡排序
基本思想:依次比較相鄰的兩個(gè)數(shù),把大的放前面,小的放后面.即首先比較第1個(gè)數(shù)和第2個(gè)數(shù),大數(shù)放前,小數(shù)放后.然后比較第2個(gè)數(shù)和第3個(gè)數(shù)......直到比較最后兩個(gè)數(shù).第一趟結(jié)束,最小的一定沉到最后.重復(fù)上過(guò)程,仍從第1個(gè)數(shù)開(kāi)始,到最后第2個(gè)數(shù)......由于在排序過(guò)程中總是大數(shù)往前,小數(shù)往后,相當(dāng)氣泡上升,所以叫冒泡排序.
1.3.3進(jìn)位制
1、概念:進(jìn)位制是一種記數(shù)方式,用有限的數(shù)字在不同的位置表示不同的數(shù)值?墒褂脭(shù)字符號(hào)的個(gè)數(shù)稱為基數(shù),基數(shù)為n,即可稱n進(jìn)位制,簡(jiǎn)稱n進(jìn)制,F(xiàn)在最常用的是十進(jìn)制,通常使用10個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字0-9進(jìn)行記數(shù)。對(duì)于任何一個(gè)數(shù),我們可以用不同的進(jìn)位制來(lái)表示。比如:十進(jìn)數(shù)57,可以用二進(jìn)制表示為111001,也可以用八進(jìn)制表示為71、用十六進(jìn)制表示為39,它們所代表的數(shù)值都是一樣的。
一般地,若k是一個(gè)大于一的整數(shù),那么以k為基數(shù)的k進(jìn)制可以表示為:
anan1...a1a0(k)(0ank,0an1,...,a1,a0k),
而表示各種進(jìn)位制數(shù)一般在數(shù)字右下腳加注來(lái)表示,如111001(2)表示二進(jìn)制數(shù),34(5)表示5進(jìn)制數(shù)
歸海木心QQ:6341025
友情提示:本文中關(guān)于《高中數(shù)學(xué)必修3知識(shí)點(diǎn)總結(jié):第一章 算法初步》給出的范例僅供您參考拓展思維使用,高中數(shù)學(xué)必修3知識(shí)點(diǎn)總結(jié):第一章 算法初步:該篇文章建議您自主創(chuàng)作。
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