人教版高中数学必修3全套教案.doc

高中数学教案人教A 版必修全套 【必修3 教案全套】 目 录 第一章 算法初步 . 1 1.1.2 程序框图与算法的根本逻辑结构 . 8 1.2.1 输入语句、输出语句和赋值语句 . 30 1.2.2 条件语句 . 37 1.2.3 循环语句 . 45 1.3 算法案例 . 53 第二章 统计 . 77 2.1 随机抽样 . 78 2.1.1 简单随机抽样 . 78 2.1.2 系统抽样 . 83 2.1.3 分层抽样 . 87 2.2 用样本估计总体 . 91 2.2.1 用样本的频率分布估计总体分布 . 91 2.2.2 用样本的数字特征估计总体的数字特征. 99 2.3 变量间的相关关系 .110 2.3.1 变量之间的相关关系 .110 2.3.2 两个变量的线性相关 .110 第三章 概率 .118 3.1 随机事件的概率 .118 3.1.1 随机事件的概率 .118 3.1.2 概率的意义 . 121 3.1.3 概率的根本性质 . 124 3.2.1 古典概型 . 127 3.2.2 整数值随机数random numbers的产生 . 131 3.3.1 几何概型 . 135 3.3.2 均匀随机数的产生 . 139 第1 页 共143 页 第一章 算法初步 本章教材分析 算法是数学及其应用的重要组成局部，是计算科学的重要根底.算法的应用是学习数学的一个重要方面.学生学习算法的应用,目的就是利用已有的数学知识分析问题和解决问题.通过算法的学习,对完善数学的思想，激发应用数学的意识,培养分析问题、解决问题的能力，增强进行实践的能力等，都有很大的帮助. 本章主要内容：算法与程序框图、根本算法语句、算法案例和小结.教材从学生最熟悉的算法入手，通过研究程序框图与算法案例，使算法得到充分的应用，同时也展现了古老算法和现代计算机技术的密切关系.算法案例不仅展示了数学方法的严谨性、科学性，也为计算机的应用提供了广阔的空间.让学生进一步受到数学思想方法的熏陶，激发学生的学习热情. 在算法初步这一章中让学生近距离接近社会生活，从生活中学习数学，使数学在社会生活中得到应用和提高，让学生体会到数学是有用的，从而培养学生的学习兴趣.“数学建模也是高考考查重点. 本章还是数学思想方法的载体，学生在学习中会经常用到“算法思想 “转化思想，从而提高自己数学能力.因此应从三个方面把握本章： 1知识间的联系； 2数学思想方法； 3认知规律. 本章教学时间约需12 课时，具体分配如下仅供参考： 1.1.1 算法的概念 约1 课时 1.1.2 程序框图与算法的根本逻辑结构 约4 课时 1.2.1 输入语句、输出语句和赋值语句 约1 课时 1.2.2 条件语句 约1 课时 1.2.3 循环语句 约1 课时 1.3 算法案例 约3 课时 本章复习 约1 课时 1.1 算法与程序框图 1.1.1 算法的概念 整体设计 教学分析 算法在中学数学课程中是一个新的概念，但没有一个精确化的定义，教科书只对它作了如下描述：“在数学中，算法通常是指按照一定规那么解决某一类问题的明确有限的步骤.为了让学生更好理解这一概念，教科书先从分析一个具体的二元一次方程组的求解过程出发，归纳出了二元一次方程组的求解步骤，这些步骤就构成了解二元一次方程组的算法.教学中，应从学生非常熟悉的例子引出算法，再通过例题加以稳固. 三维目标 1.正确理解算法的概念,掌握算法的根本特点. 2.通过例题教学，使学生体会设计算法的根本思路. 3.通过有趣的实例使学生了解算法这一概念的同时，激发学生学习数学的兴趣. 重点难点 教学重点：算法的含义及应用. 教学难点：写出解决一类问题的算法. 课时安排 1 课时 教学过程 导入新课 思路1情境导入 第2 页 共143 页 一个人带着三只狼和三只羚羊过河，只有一条船，同船可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羚羊.该人如何将动物转移过河？请同学们写出解决问题的步骤，解决这一问题将要用到我们今天学习的内容算法. 思路2情境导入 大家都看过赵本山与宋丹丹演的小品吧，宋丹丹说了一个笑话，把大象装进冰箱总共分几步？ 答案：分三步，第一步：把冰箱门翻开；第二步：把大象装进去；第三步：把冰箱门关上. 上述步骤构成了把大象装进冰箱的算法，今天我们开始学习算法的概念. 思路3直接导入 算法不仅是数学及其应用的重要组成局部，也是计算机科学的重要根底.在现代社会里，计算机已成为人们日常生活和工作中不可缺少的工具.听音乐、看电影、玩游戏、打字、画卡通画、处理数据，计算机是怎样工作的呢？要想弄清楚这个问题，算法的学习是一个开始. 推进新课 新知探究 提出问题 1解二元一次方程组有几种方法？ 2结合教材实例 ) 2 ( , 1 2) 1 ( , 1 2y xy x总结用加减消元法解二元一次方程组的步骤. 3结合教材实例 ) 2 ( , 1 2) 1 ( , 1 2y xy x总结用代入消元法解二元一次方程组的步骤. 4请写出解一般二元一次方程组的步骤. 5根据上述实例谈谈你对算法的理解. 6请同学们总结算法的特征. 7请思考我们学习算法的意义. 讨论结果： 1代入消元法和加减消元法. 2回忆二元一次方程组 ) 2 ( , 1 2) 1 ( , 1 2y xy x的求解过程，我们可以归纳出以下步骤： 第一步，+×2，得5x=1. 第二步，解，得x=51. 第三步，-×2，得5y=3. 第四步，解，得y=53. 第五步，得到方程组的解为.53,51yx (3)用代入消元法解二元一次方程组 第3 页 共143 页 ) 2 ( , 1 2) 1 ( , 1 2y xy x我们可以归纳出以下步骤： 第一步，由得x=2y1. 第二步，把代入，得2(2y1)+y=1. 第三步，解得y=53. 第四步，把代入，得x=2×531=51. 第五步，得到方程组的解为.53,51yx (4)对于一般的二元一次方程组 ) 2 ( ,) 1 ( ,2 2 21 1 1c y b x ac y b x a 其中a1b2a2b10,可以写出类似的求解步骤： 第一步，×b2-×b1，得 a1b2a2b1x=b2c1b1c2. 第二步，解，得x=1 2 2 12 1 1 2b a b ac b c b. 第三步，×a1-×a2，得a1b2a2b1y=a1c2a2c1. 第四步，解，得y=1 2 2 11 2 2 1b a b ac a c a. 第五步，得到方程组的解为.,1 2 2 11 2 2 11 2 2 12 1 1 2b a b ac a c ayb a b ac b c bx (5)算法的定义：广义的算法是指完成某项工作的方法和步骤，那么我们可以说洗衣机的使用说明书是操作洗衣机的算法，菜谱是做菜的算法等等. 在数学中，算法通常是指按照一定规那么解决某一类问题的明确有限的步骤. 现在，算法通常可以编成计算机程序，让计算机执行并解决问题. (6)算法的特征：确定性：算法的每一步都应当做到准确无误、不重不漏.“不重是指不是可有可无的，甚至无用的步骤，“不漏 是指缺少哪一步都无法完成任务.逻辑性：算法从开始的“第一步直到“最后一步之间做到环环相扣，分工明确，“前一步是“后一步的前提， “后一步是“前一步的继续.有穷性：算法要有明确的开始和结束，当到达终止步骤时所要解决的问题必须有明确的结果，也就是说必须在有限步内完成任务，不能无限制地持续进行. (7)在解决某些问题时，需要设计出一系列可操作或可计算的步骤来解决问题，这些步骤称为解决这些问题的算法.也就是说，算法实际上就是解决问题的一种程序性方法.算法一般是机械的，有时需进行大量重复的计算，它的优点是一种通法，只要按部就班地去做，总能得到结果.因此算法是计算科学的重要根底. 应用例如 第4 页 共143 页 思路1 例1 1设计一个算法，判断7 是否为质数. 2设计一个算法，判断35 是否为质数. 算法分析：1根据质数的定义，可以这样判断：依次用26 除7，如果它们中有一个能整除7，那么7 不是质数，否那么7 是质数. 算法如下：1第一步，用2 除7，得到余数1.因为余数不为0，所以2 不能整除7. 第二步，用3 除7，得到余数1.因为余数不为0，所以3 不能整除7. 第三步，用4 除7，得到余数3.因为余数不为0，所以4 不能整除7. 第四步，用5 除7，得到余数2.因为余数不为0，所以5 不能整除7. 第五步，用6 除7，得到余数1.因为余数不为0，所以6 不能整除7.因此，7 是质数. 2类似地，可写出“判断35 是否为质数的算法：第一步，用2 除35，得到余数1.因为余数不为0，所以2 不能整除35. 第二步，用3 除35，得到余数2.因为余数不为0，所以3 不能整除35. 第三步，用4 除35，得到余数3.因为余数不为0，所以4 不能整除35. 第四步，用5 除35，得到余数0.因为余数为0，所以5 能整除35.因此，35 不是质数. 点评：上述算法有很大的局限性，用上述算法判断35 是否为质数还可以，如果判断1997 是否为质数就麻烦了，因此，我们需要寻找普适性的算法步骤. 变式训练 请写出判断n(n>2)是否为质数的算法. 分析：对于任意的整数 n(n>2)，假设用 i 表示 2(n-1)中的任意整数，那么“判断 n 是否为质数的算法包含下面的重复操作：用i 除n,得到余数r.判断余数r 是否为0，假设是，那么不是质数；否那么，将i 的值增加1，再执行同样的操作. 这个操作一直要进行到i 的值等于(n-1)为止. 算法如下：第一步，给定大于2 的整数n. 第二步，令i=2. 第三步，用i 除n,得到余数r. 第四步，判断“r=0是否成立.假设是，那么n 不是质数，结束算法；否那么，将i 的值增加1，仍用i 表示. 第五步，判断“in-1是否成立.假设是，那么n 是质数，结束算法；否那么，返回第三步. 例2 写出用“二分法求方程x2-2=0 (x>0)的近似解的算法. 分析：令f(x)=x2-2,那么方程x2-2=0 (x>0)的解就是函数f(x)的零点. “二分法的根本思想是：把函数f(x)的零点所在的区间a,b(满足f(a)·f(b)2)是否为质数的算法. 解：程序框图如下: 第10 页 共143 页 点评：程序框图是用图形的方式表达算法，使算法的结构更清楚，步骤更直观也更精确.这里只是让同学们初步了解程序框图的特点，感受它的优点，暂不要求掌握它的画法. 变式训练 观察下面的程序框图，指出该算法解决的问题. 解：这是一个累加求和问题，共99 项相加，该算法是求100 9914 313 212 11 的值. 例2 一个三角形三条边的边长分别为a，b，c，利用海伦秦九韶公式设计一个计算三角形面积的算法，并画出程序框图表示. 三角形三边边长分别为 a,b,c ，那么三角形的面积为S= ) )( )( ( c p b p a p p ，其中p=2c b a .这个公式被称为海伦秦九韶公式 算法分析：这是一个简单的问题，只需先算出p 的值，再将它代入分式，最后输出结果.因此只用顺序结构应能表达出算法. 算法步骤如下： 第一步，输入三角形三条边的边长a,b,c. 第二步，计算p=2c b a . 第三步，计算S= ) )( )( ( c p b p a p p . 第四步，输出S. 程序框图如下： 第11 页 共143 页 点评：很明显，顺序结构是由假设干个依次执行的步骤组成的，它是最简单的逻辑结构，它是任何一个算法都离不开的根本结构. 变式训练 下列图所示的是一个算法的流程图，a1=3，输出的b=7,求a2的值. 解：根据题意22 1a a =7, a1=3,a2=11.即a2的值为11. 例3 写出通过尺轨作图确定线段AB 的一个5 等分点的程序框图. 解：利用我们学过的顺序结构得程序框图如下： 点评：这个算法步骤具有一般性，对于任意自然数 n，都可以按照这个算法的思想，设计出确定线段的 n等分点的步骤，解决问题，通过此题学习可以稳固顺序结构的应用. 知能训练 第12 页 共143 页 有关专家建议，在未来几年内，中国的通货膨胀率保持在 3 %左右，这将对我国经济的稳定有利无害.所谓通货膨胀率为3%，指的是每年消费品的价格增长率为3% .在这种情况下，某种品牌的钢琴2004年的价格是10 000 元，请用流程图描述这种钢琴今后四年的价格变化情况，并输出四年后的价格. 解：用P 表示钢琴的价格，不难看出如下算法步骤： 2005 年P=10 000×1+3%=10 300； 2006 年P=10 300×1+3%=10 609； 2007 年P=10 609×1+3%=10 927.27； 2021 年P=10 927.27×1+3%=11 255.09； 因此，价格的变化情况表为： 年份 2004 2005 2006 2007 2021 钢琴的价格 10 000 10 300 10 609 10 927.27 11 255.09