高中數(shù)學(xué)人教版必修3知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
高一數(shù)學(xué)必修3公式總結(jié)以及例題
1算法初步
秦九韶算法:通過(guò)一次式的反復(fù)計(jì)算逐步得出高次多項(xiàng)式的值,對(duì)于一個(gè)n
次多項(xiàng)式,只要作n次乘法和n次加法即可。表達(dá)式如下:
anxan1xnn1...a1anxan1xan2x...xa2xa1
九韶算法計(jì)算多項(xiàng)式例6題
54:
3秦
23x4x5x6x7x8x1,當(dāng)x0.4時(shí),
需要做幾次加法和乘法運(yùn)算?答案:6,6
即:3x4x5x6x7x8x1
理解算法的含義:一般而言,對(duì)于一類問(wèn)題的機(jī)械的、統(tǒng)一的求解方法稱為算法,
其意義具有廣泛的含義,如:廣播操圖解是廣播操的算法,歌譜是一首歌的算法,空調(diào)說(shuō)明書是空調(diào)使用的算法…(algorithm)
1.描述算法有三種方式:自然語(yǔ)言,流程圖,程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(本書指?jìng)未a).2.算法的特征:
①有限性:算法執(zhí)行的步驟總是有限的,不能無(wú)休止的進(jìn)行下去
②確定性:算法的每一步操作內(nèi)容和順序必須含義確切,而且必須有輸出,輸出可
以是一個(gè)或多個(gè)。沒(méi)有輸出的算法是無(wú)意義的。
③可行性:算法的每一步都必須是可執(zhí)行的,即每一步都可以通過(guò)手工或者機(jī)器在
一定時(shí)間內(nèi)可以完成,在時(shí)間上有一個(gè)合理的限度
3.算法含有兩大要素:①操作:算術(shù)運(yùn)算,邏輯運(yùn)算,函數(shù)運(yùn)算,關(guān)系運(yùn)算等②
控制結(jié)構(gòu):順序結(jié)構(gòu),選擇結(jié)構(gòu),循環(huán)結(jié)構(gòu)
流程圖:(flowchart):是用一些規(guī)定的圖形、連線及簡(jiǎn)單的文字說(shuō)明表示算法及注意:1.畫流程圖的時(shí)候一定要清晰,用鉛筆和直尺畫,要養(yǎng)成有開始和結(jié)束的好習(xí)慣
2.拿不準(zhǔn)的時(shí)候可以先根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)畫出大致的流程,反過(guò)來(lái)再檢查,比如:遇到判斷框時(shí),往往臨界的范圍或者條件不好確定,就先給出一個(gè)臨界條件,畫好大致流
程,然后檢查這個(gè)條件是否正確,再考慮是否取等號(hào)的問(wèn)題,這時(shí)候也就可以有幾種書寫方法了。
3.在輸出結(jié)果時(shí),如果有多個(gè)輸出,一定要用流程線把所有的輸出總結(jié)到一起,一起終結(jié)到結(jié)束框。
算法結(jié)構(gòu):順序結(jié)構(gòu),選擇結(jié)構(gòu),循環(huán)結(jié)構(gòu)AAAYpNNppY
BABYN
程序結(jié)構(gòu)的一種圖形程序,它直觀、清晰、易懂,便于檢查及修改。
直到型循環(huán)當(dāng)型循
環(huán)Ⅰ.順序結(jié)構(gòu)(sequencestructure):是一種最簡(jiǎn)單最基本的結(jié)構(gòu)它不存在條件判斷、
控制轉(zhuǎn)移和重復(fù)執(zhí)行的操作,一個(gè)順序結(jié)構(gòu)的各部分是按照語(yǔ)句出現(xiàn)的先后順序執(zhí)行
的。
Ⅱ.選擇結(jié)構(gòu)(selectionstructure):或者稱為分支結(jié)構(gòu)。其中的判斷框,書寫時(shí)主要
是注意臨界條件的確定。它有一個(gè)入口,兩個(gè)出口,執(zhí)行時(shí)只能執(zhí)行一個(gè)語(yǔ)句,不能同時(shí)執(zhí)行,其中的A,B兩語(yǔ)句可以有一個(gè)為空,既不執(zhí)行任何操作,只是表明在
某條件成立時(shí),執(zhí)行某語(yǔ)句,至于不成立時(shí),不執(zhí)行該語(yǔ)句,也不執(zhí)行其它語(yǔ)句。
Ⅲ.循環(huán)結(jié)構(gòu)(cyclestructure):它用來(lái)解決現(xiàn)實(shí)生活中的重復(fù)操作問(wèn)題,分直到型(until)
和當(dāng)型(while)兩種結(jié)構(gòu)(見上圖)。當(dāng)事先不知道是否至少執(zhí)行一次循環(huán)體時(shí)(即不
知道循環(huán)次數(shù)時(shí))用當(dāng)型循環(huán)。
基本算法語(yǔ)句:本書中指的是偽代碼(pseudocode),且是使用BASIC
語(yǔ)言編寫的,是介于自然語(yǔ)言和機(jī)器語(yǔ)言之間的文字和符號(hào),是表達(dá)算法
的簡(jiǎn)單而實(shí)用的好方法。偽代碼沒(méi)有統(tǒng)一的格式,只要書寫清楚,易于理解即可,但也要注意符號(hào)要相對(duì)統(tǒng)一,避免引起混淆。如:賦值語(yǔ)句中可以用xy,也可以用xy;表示兩變量相乘時(shí)可以用“*”,也可以用“”Ⅰ.賦值語(yǔ)句(assignmentstatement):用表示,如:xy,表示將y的值
賦給x,其中x是一個(gè)變量,y是一個(gè)與x同類型的變量或者表達(dá)式.
一般格式:“變量表達(dá)式”,有時(shí)在偽代碼的書寫時(shí)也可以用“xy”,
但此時(shí)的“=”不是數(shù)學(xué)運(yùn)算中的等號(hào),而應(yīng)理解為一個(gè)賦值號(hào)。
注:1.賦值號(hào)左邊只能是變量,不能是常數(shù)或者表達(dá)式,右邊可以是常數(shù)或者表達(dá)式!=”具有計(jì)算功能。如:3=a,b+6=a,都是錯(cuò)誤的,而a=3*51,a=2a+3
都是正確的。2.一個(gè)賦值語(yǔ)句一次只能給一個(gè)變量賦值。如:a=b=c=2,a,b,
c=2都是錯(cuò)誤的,而a=3是正確的.
例題:將x和y的值交換
pxpxxy,同樣的如果交換三個(gè)變量x,y,z的值:ypxyyzzp
Ⅱ.輸入語(yǔ)句(inputstatement):Reada,b表示輸入的數(shù)一次送給a,b
輸出語(yǔ)句(outstatement):Printx,y表示一次輸出運(yùn)算結(jié)果x,y
注:1.支持多個(gè)輸入和輸出,但是中間要用逗號(hào)隔開!2.Read語(yǔ)句輸入的只能是變量而不是表達(dá)式3.Print語(yǔ)句不能起賦值語(yǔ)句,意旨不能在Print語(yǔ)句中用“=”4.Print語(yǔ)句可以輸出常量和表達(dá)式的值.5.有多個(gè)語(yǔ)句在一行書寫時(shí)用“;”
隔開.
例題:當(dāng)x等于5時(shí),Print“x=”;x在屏幕上輸出的結(jié)果是x=5Ⅲ.條件語(yǔ)句(conditionalstatement):
1.行If語(yǔ)句:IfAThenB注:沒(méi)有EndIf2.塊If語(yǔ)句:注:①不要忘記結(jié)束語(yǔ)句EndIf,當(dāng)有If語(yǔ)句嵌套使
用時(shí),有幾個(gè)If,就必須要有幾個(gè)EndIf②.ElseIf是對(duì)上一個(gè)條件的否定,即已經(jīng)不屬于上面的條件,另外ElseIf后面也要有EndIf③注意每個(gè)條件的臨界性,即某個(gè)值是屬于上一個(gè)條件里,還是屬于下一個(gè)條件。④為了使得書寫清晰易懂,應(yīng)縮進(jìn)書寫。格式如下:
例題:用條件語(yǔ)句寫出求三個(gè)數(shù)種最大數(shù)的一個(gè)算法.
Reada,b,cIfa≥bThenIfa≥cThenReada,b,cIfa≥banda≥cThenPrintaElseIfb≥cThenPrintbElsePrintcEndIfIfAThenBElseCEndIfIfAThenBElseIfCThenDEndIfPrinta
Else或者Printc
EndIf
Else
Ifb≥cThen
PrintbElse注:1.同樣的你可以寫出求三個(gè)數(shù)中最小的數(shù)。Printc2.也可以類似的求出四個(gè)數(shù)中最小、大的
數(shù)EndIfEndIf
Ⅳ.循環(huán)語(yǔ)句(cyclestatement):當(dāng)事先知道循環(huán)次數(shù)時(shí)用For循環(huán),即使是N次也是已知次數(shù)的循環(huán)當(dāng)循環(huán)次數(shù)不確定時(shí)用While循環(huán)Do循環(huán)有兩種表達(dá)形式,與循環(huán)結(jié)構(gòu)的兩種循環(huán)相對(duì)應(yīng).WhileAForIFrom初值to終值Step步長(zhǎng)……EndForFor循環(huán)EndWhileWhile循環(huán)DoWhilepDo……Loop當(dāng)型Do循環(huán)LoopUntilp直到型Do循環(huán)說(shuō)明:1.While循環(huán)是前測(cè)試型的,即滿足什么條件才進(jìn)入循環(huán),其實(shí)質(zhì)是當(dāng)型循環(huán),一般在解決有關(guān)問(wèn)題時(shí),可以寫成While循環(huán),較為簡(jiǎn)單,因?yàn)樗臈l件相對(duì)好判斷.2.凡是能用While循環(huán)書寫的循環(huán)都能用For循環(huán)書寫3.While循環(huán)和Do循環(huán)可以相互轉(zhuǎn)化4.Do循環(huán)的兩種形式也可以相互轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化時(shí)條件要相應(yīng)變化5.注意臨界條
件的判定.
例題:設(shè)計(jì)計(jì)算135...99的一個(gè)算法.(見課本P21)
S1S1ForIFrom3To99Step2SSIEndForPrintSS1I1WhileI99SSIII2EndWhilePrintSI1WhileI97
II2SSIEndWhilePrintS
S1I1DoSSIII2LoopUntilI100(或者I99)PrintSS1I1DoII2SSILoopUntilI99PrintS
S1I1DoWhileI99(或者I100)SSIII2LoopPrintSS1I1DoWhileI97(或者I99)II2SSILoopPrintS
顏老師友情提醒:1.一定要看清題意,看題目讓你干什么,有的只要寫出算法,有的只要求寫出偽代碼,而有的題目則是既寫出算法畫出流程還要寫出偽代碼。
2.在具體做題時(shí),可能好多的同學(xué)感覺(jué)先畫流程圖較為簡(jiǎn)單,但也有的算法偽代碼比較好寫,你也可以在草稿紙上按照你自己的思路先做出來(lái),然后根據(jù)題目要求作答。一般是先寫算法,后畫流程圖,最后寫偽代碼。
3.書寫程序時(shí)一定要規(guī)范化,使用統(tǒng)一的符號(hào),最好與教材一致,由于是新教材的原因,再加上各種版本,可能同學(xué)會(huì)看到各種參考書上的書寫格式不一樣,而且有時(shí)還會(huì)碰到我們沒(méi)有見過(guò)的語(yǔ)言,希望大家能以課本為依據(jù),不要被鋪天蓋地的資料所淹沒(méi)!
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高中數(shù)學(xué)必修3知識(shí)點(diǎn)
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、輸出框處理框法中任何需要輸入、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)判斷框明“是”或“Y”;不成立時(shí)標(biāo)明“否”或“N”。不可少的。表示一個(gè)算法輸入和輸出的信息,可用在算名稱功能表示一個(gè)算法的起始和結(jié)束,是任何流程圖學(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。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):
AB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,離開循環(huán)結(jié)構(gòu)。
AAPP成立成立不成立不成立p
當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)
注意:1循環(huán)結(jié)構(gòu)要在某個(gè)條件下終止循環(huán),這就需要條件結(jié)構(gòu)來(lái)判斷。因此,循環(huán)結(jié)構(gòu)中一定包含條件結(jié)構(gòu),但不允許“死循環(huán)”。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)變量用于記錄循環(huán)次數(shù),累加變量用于輸出結(jié)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
圖形計(jì)算器格式INPUT“提示內(nèi)容”;變量INPUT“提示內(nèi)容”,變量(2)輸入語(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,若輸入多個(gè)變量,變量與變量之間用逗號(hào)“,”隔開。2、輸出語(yǔ)句
(1)輸出語(yǔ)句的一般格式
圖形計(jì)算器格式PRINT“提示內(nèi)容”;表達(dá)式Disp“提示內(nèi)容”,變量(2)輸出語(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
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)執(zhí)行的操語(yǔ)句注意:“條件”表示判斷的條件;“語(yǔ)句”表示滿足條件時(shí)
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
DO循環(huán)體LOOPUNTIL條件循環(huán)體滿足條件?是否(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)商為m,n的最大公約數(shù);若(3):若商
S2R1R0S0和一個(gè)余數(shù)
R0R0;(2):若
S1R0=0,則n
R1≠0,則用除數(shù)n除以余數(shù)
R1得到一個(gè)商
R0和一個(gè)余數(shù)
R1;
=0,則
R2R1為m,n的最大公約數(shù);若≠0,則用除數(shù)除以余數(shù)
Rn1得到一個(gè)
和一個(gè)余數(shù);依次計(jì)算直至
Rn=0,此時(shí)所得到的即為所求的最
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。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)
第二章統(tǒng)計(jì)
2.1.1簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣
1.總體和樣本
總體:在統(tǒng)計(jì)學(xué)中,把研究對(duì)象的全體叫做總體.個(gè)體:把每個(gè)研究對(duì)象叫做個(gè)體.
總體容量:把總體中個(gè)體的總數(shù)叫做總體容量.
為了研究總體的有關(guān)性質(zhì),一般從總體中隨機(jī)抽取一部分:研究,我們稱它為樣本.其中個(gè)體的個(gè)數(shù)稱為樣本容量。......
2.簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣,也叫純隨機(jī)抽樣。就是從總體中不加任何分組、劃類、排隊(duì)等,完全隨機(jī)地抽取調(diào)查單位。特點(diǎn)是:每個(gè)樣本單位被抽中的可能性相同(概率相等),樣本的每個(gè)單位完全獨(dú)立,彼此間無(wú)一定的關(guān)聯(lián)性和排斥性。簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣是其它各種抽樣形式的基礎(chǔ)。通常只是在總體單位之間差異程度較小和數(shù)目較少時(shí),才采用這種方法。3.簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣常用的方法:
(1)抽簽法;⑵隨機(jī)數(shù)表法;⑶計(jì)算機(jī)模擬法;⑷使用統(tǒng)計(jì)軟件直接抽取。
在簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣的樣本容量設(shè)計(jì)中,主要考慮:①總體變異情況;②允許誤差范圍;③概率保證程度。
4.抽簽法:
(1)給調(diào)查對(duì)象群體中的每一個(gè)對(duì)象編號(hào);(2)準(zhǔn)備抽簽的工具,實(shí)施抽簽
,,,(3)對(duì)樣本中的每一個(gè)個(gè)體進(jìn)行測(cè)量或調(diào)查
例:請(qǐng)調(diào)查你所在的學(xué)校的學(xué)生做喜歡的體育活動(dòng)情況。5.隨機(jī)數(shù)表法:
例:利用隨機(jī)數(shù)表在所在的班級(jí)中抽取10位同學(xué)參加某項(xiàng)活動(dòng)。
2.1.2系統(tǒng)抽樣
1.系統(tǒng)抽樣(等距抽樣或機(jī)械抽樣):
把總體的單位進(jìn)行排序,再計(jì)算出抽樣距離,然后按照這一固定的抽樣距離抽取樣本。第一個(gè)樣本采用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣的辦法抽取。
K(抽樣距離)=N(總體規(guī)模)/n(樣本規(guī)模)
前提條件:總體中個(gè)體的排列對(duì)于研究的變量來(lái)說(shuō),應(yīng)是隨機(jī)的,即不存在某種與研究變量相關(guān)的規(guī)則分布?梢栽谡{(diào)查允許的條件下,從不同的樣本開始抽樣,對(duì)比幾次樣本的特點(diǎn)。如果有明顯差別,說(shuō)明樣本在總體中的分布承某種循環(huán)性規(guī)律,且這種循環(huán)和抽樣距離重合。
2.系統(tǒng)抽樣,即等距抽樣是實(shí)際中最為常用的抽樣方法之一。因?yàn)樗鼘?duì)抽樣框的要求較低,實(shí)施也比較簡(jiǎn)單。更為重要的是,如果有某種與調(diào)查指標(biāo)相關(guān)的輔助變量可供使用,總體單元按輔助變量的大小順序排隊(duì)的話,使用系統(tǒng)抽樣可以大大提高估計(jì)精度。
2.1.3分層抽樣
1.分層抽樣(類型抽樣):
先將總體中的所有單位按照某種特征或標(biāo)志(性別、年齡等)劃分成若干類型或?qū)哟危缓笤僭诟鱾(gè)類型或?qū)哟沃胁捎煤?jiǎn)單隨機(jī)抽樣或系用抽樣的辦法抽取一個(gè)子樣本,最后,將這些子樣本合起來(lái)構(gòu)成總體的樣本。
兩種方法:
1.先以分層變量將總體劃分為若干層,再按照各層在總體中的比例從各層中抽取。2.先以分層變量將總體劃分為若干層,再將各層中的元素按分層的順序整齊排列,最后用系統(tǒng)抽樣的方法抽取樣本。
2.分層抽樣是把異質(zhì)性較強(qiáng)的總體分成一個(gè)個(gè)同質(zhì)性較強(qiáng)的子總體,再抽取不同的子總體中的樣本分別代表該子總體,所有的樣本進(jìn)而代表總體。
分層標(biāo)準(zhǔn):
(1)以調(diào)查所要分析和研究的主要變量或相關(guān)的變量作為分層的標(biāo)準(zhǔn)。
(2)以保證各層內(nèi)部同質(zhì)性強(qiáng)、各層之間異質(zhì)性強(qiáng)、突出總體內(nèi)在結(jié)構(gòu)的變量作為分層變量。
(3)以那些有明顯分層區(qū)分的變量作為分層變量。3.分層的比例問(wèn)題:
(1)按比例分層抽樣:根據(jù)各種類型或?qū)哟沃械膯挝粩?shù)目占總體單位數(shù)目的比重來(lái)抽取子樣本的方法。
(2)不按比例分層抽樣:有的層次在總體中的比重太小,其樣本量就會(huì)非常少,此時(shí)采用該方法,主要是便于對(duì)不同層次的子總體進(jìn)行專門研究或進(jìn)行相互比較。如果要用樣本資料推斷總體時(shí),則需要先對(duì)各層的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行加權(quán)處理,調(diào)整樣本中各層的比例,使數(shù)據(jù)恢復(fù)到總體中各層實(shí)際的比例結(jié)構(gòu)。
2.2.2用樣本的數(shù)字特征估計(jì)總體的數(shù)字特征
1、本均值:xx1x2xnn
2、.樣本標(biāo)準(zhǔn)差:ss2(x1x)(x2x)(xnx)n222
3.用樣本估計(jì)總體時(shí),如果抽樣的方法比較合理,那么樣本可以反映總體的信息,但從樣本得到的信息會(huì)有偏差。在隨機(jī)抽樣中,這種偏差是不可避免的。
雖然我們用樣本數(shù)據(jù)得到的分布、均值和標(biāo)準(zhǔn)差并不是總體的真正的分布、
均值和標(biāo)準(zhǔn)差,而只是一個(gè)估計(jì),但這種估計(jì)是合理的,特別是當(dāng)樣本量很大時(shí),它們確實(shí)反映了總體的信息。
4.(1)如果把一組數(shù)據(jù)中的每一個(gè)數(shù)據(jù)都加上或減去同一個(gè)共同的常數(shù),標(biāo)準(zhǔn)差不變(2)如果把一組數(shù)據(jù)中的每一個(gè)數(shù)據(jù)乘以一個(gè)共同的常數(shù)k,標(biāo)準(zhǔn)差變?yōu)樵瓉?lái)的k倍(3)一組數(shù)據(jù)中的最大值和最小值對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差的影響,區(qū)間(x3s,x3s)的應(yīng)用;“去掉一個(gè)最高分,去掉一個(gè)最低分”中的科學(xué)道理2.3.2兩個(gè)變量的線性相關(guān)1、概念:
(1)回歸直線方程(2)回歸系數(shù)2.最小二乘法
3.直線回歸方程的應(yīng)用
(1)描述兩變量之間的依存關(guān)系;利用直線回歸方程即可定量描述兩個(gè)變量間依存
的數(shù)量關(guān)系
(2)利用回歸方程進(jìn)行預(yù)測(cè);把預(yù)報(bào)因子(即自變量x)代入回歸方程對(duì)預(yù)報(bào)量(即
因變量Y)進(jìn)行估計(jì),即可得到個(gè)體Y值的容許區(qū)間。
(3)利用回歸方程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)控制規(guī)定Y值的變化,通過(guò)控制x的范圍來(lái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)控
制的目標(biāo)。如已經(jīng)得到了空氣中NO2的濃度和汽車流量間的回歸方程,即可通過(guò)控制汽車流量來(lái)控制空氣中NO2的濃度。
4.應(yīng)用直線回歸的注意事項(xiàng)
(1)做回歸分析要有實(shí)際意義;(2)回歸分析前,最好先作出散點(diǎn)圖;(3)回歸直線不要外延。
第三章概率
3.1.13.1.2隨機(jī)事件的概率及概率的意義
1、基本概念:
(1)必然事件:在條件S下,一定會(huì)發(fā)生的事件,叫相對(duì)于條件S的必然事件;(2)不可能事件:在條件S下,一定不會(huì)發(fā)生的事件,叫相對(duì)于條件S的不可能事件;(3)確定事件:必然事件和不可能事件統(tǒng)稱為相對(duì)于條件S的確定事件;
(4)隨機(jī)事件:在條件S下可能發(fā)生也可能不發(fā)生的事件,叫相對(duì)于條件S的隨機(jī)事件;(5)頻數(shù)與頻率:在相同的條件S下重復(fù)n次試驗(yàn),觀察某一事件A是否出現(xiàn),稱n次試
驗(yàn)中事件A出現(xiàn)的次數(shù)nA為事件A出現(xiàn)的頻數(shù);稱事件A出現(xiàn)的比例nAfn(A)=n為事件A出現(xiàn)的概率:對(duì)于給定的隨機(jī)事件A,如果隨著試驗(yàn)次數(shù)的增加,事件A發(fā)生的頻率fn(A)穩(wěn)定在某個(gè)常數(shù)上,把這個(gè)常數(shù)記作P(A),稱為事件A的概率。
(6)頻率與概率的區(qū)別與聯(lián)系:隨機(jī)事件的頻率,指此事件發(fā)生的次數(shù)nA與試驗(yàn)總次數(shù)n
nA的比值n,它具有一定的穩(wěn)定性,總在某個(gè)常數(shù)附近擺動(dòng),且隨著試驗(yàn)次數(shù)的不斷增多,這種擺動(dòng)幅度越來(lái)越小。我們把這個(gè)常數(shù)叫做隨機(jī)事件的概率,概率從數(shù)量上反映了隨機(jī)事件發(fā)生的可能性的大小。頻率在大量重復(fù)試驗(yàn)的前提下可以近似地作為這個(gè)事件的概率
3.1.3概率的基本性質(zhì)
1、基本概念:
(1)事件的包含、并事件、交事件、相等事件
(2)若A∩B為不可能事件,即A∩B=ф,那么稱事件A與事件B互斥;
(3)若A∩B為不可能事件,A∪B為必然事件,那么稱事件A與事件B互為對(duì)立事件;(4)當(dāng)事件A與B互斥時(shí),滿足加法公式:P(A∪B)=P(A)+P(B);若事件A與B為對(duì)立
事件,則A∪B為必然事件,所以P(A∪B)=P(A)+P(B)=1,于是有P(A)=1P(B)
2、概率的基本性質(zhì):
1)必然事件概率為1,不可能事件概率為0,因此0≤P(A)≤1;2)當(dāng)事件A與B互斥時(shí),滿足加法公式:P(A∪B)=P(A)+P(B);
3)若事件A與B為對(duì)立事件,則A∪B為必然事件,所以P(A∪B)=P(A)+P(B)=1,于是有P(A)=1P(B);
4)互斥事件與對(duì)立事件的區(qū)別與聯(lián)系,互斥事件是指事件A與事件B在一次試驗(yàn)中不會(huì)同時(shí)發(fā)生,其具體包括三種不同的情形:(1)事件A發(fā)生且事件B不發(fā)生;(2)事件A不發(fā)生且事件B發(fā)生;(3)事件A與事件B同時(shí)不發(fā)生,而對(duì)立事件是指事件A與事件B有且僅有一個(gè)發(fā)生,其包括兩種情形;(1)事件A發(fā)生B不發(fā)生;(2)事件B發(fā)生事件A不發(fā)生,對(duì)立事件互斥事件的特殊情形。3.2.13.2.2古典概型及隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生
1、(1)古典概型的使用條件:試驗(yàn)結(jié)果的有限性和所有結(jié)果的等可能性。(2)古典概型的解題步驟;①求出總的基本事件數(shù);
A包含的基本事件數(shù)②求出事件A所包含的基本事件數(shù),然后利用公式P(A)=總的基本事件個(gè)數(shù)
3.3.13.3.2幾何概型及均勻隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生
1、基本概念:
(1)幾何概率模型:如果每個(gè)事件發(fā)生的概率只與構(gòu)成該事件區(qū)域的長(zhǎng)度(面積或體積)成比例,則稱這樣的概率模型為幾何概率模型;(2)幾何概型的概率公式:
構(gòu)成事件A的區(qū)域長(zhǎng)度(面積或體積)積);
P(A)=試驗(yàn)的全部結(jié)果所構(gòu)成的區(qū)域長(zhǎng)度(面積或體(3)幾何概型的特點(diǎn):1)試驗(yàn)中所有可能出現(xiàn)的結(jié)果(基本事件)有無(wú)限多個(gè);2)每個(gè)基本事件出現(xiàn)的可能性相等.
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