2022年高中数学第一章教案肖海生 .pdf
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1、学习必备欢迎下载111 算法的概念一、三维目标:1、 知识与技能:(1)了解算法的含义,体会算法的思想。(2)能够用自然语言叙述算法。(3)掌握正确的算法应满足的要求。 (4)会写出解线性方程(组)的算法。(5)会写出一个求有限整数序列中的最大值的算法。 (6)会应用Scilab求解方程组。2、 过程与方法:通过求解二元一次方程组,体会解方程的一般性步骤,从而得到一个解二元一次方程组的步骤,这些步骤就是算法,不同的问题有不同的算法。由于思考问题的角度不同,同一个问题也可能有多个算法,能模仿求解二元一次方程组的步骤,写出一个求有限整数序列中的最大值的算法。3、 情感态度与价值观:通过本节的学习,
2、使我们对计算机的算法语言有一个基本的了解,明确算法的要求,认识到计算机是人类征服自然的一各有力工具,进一步提高探索、认识世界的能力。二、重点与难点:重点:算法的含义、解二元一次方程组和判断一个数为质数的算法设计。难点:把自然语言转化为算法语言。三、学法与教学用具:学法: 1、写出的算法,必须能解决一类问题( 如:判断一个整数n(n1) 是否为质数;求任意一个方程的近似解;) ,并且能够重复使用。2、要使算法尽量简单、步骤尽量少。3、要保证算法正确,且计算机能够执行,如:让计算机计算12345 是可以做到的,但让计算机去执行“倒一杯水”“替我理发”等则是做不到的。教学用具 :电脑,计算器,图形计
3、算器四、教学设想:1、 创设情境:算法作为一个名词,在中学教科书中并没有出现过,我们在基础教育阶段还没有接触算法概念。但是我们却从小学就开始接触算法,熟悉许多问题的算法。如,做四则运算要先乘除后加减, 从里往外脱括弧,竖式笔算等都是算法,至于乘法口诀、珠算口诀更是算法的具体体现。我们知道解一元二次方程的算法,求解一元一次不等式、一元二次不等式的算法,解线性方程组的算法,求两个数的最大公因数的算法等。因此,算法其实是重要的数学对象。2、 探索研究算法 (algorithm)一词源于算术(algorism),即算术方法, 是指一个由已知推求未知的运算过程。后来,人们把它推广到一般,把进行某一工作的
4、方法和步骤称为算法。广义地说, 算法就是做某一件事的步骤或程序。菜谱是做菜肴的算法,洗衣机的使用说明书是操作洗衣机的算法,歌谱是一首歌曲的算法。在数学中, 主要研究计算机能实现的算法,即按照某种机械程序步骤一定可以得到结果的解决问题的程序。比如解方程的算法、函数求值的算法、作图的算法,等等。3 例题分析:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 41 页学习必备欢迎下载例 1 任意给定一个大于1 的整数 n, 试设计一个程序或步骤对n是否为质数1做出判定。算法分析:根据质数的定义,很容易设计出下面的步骤:第一步:判断n 是否等于2
5、,若 n=2,则 n 是质数;若n2,则执行第二步。第二步:依次从2 至( n-1 )检验是不是n 的因数,即整除n 的数,若有这样的数,则n 不是质数;若没有这样的数,则n 是质数。这是判断一个大于1 的整数 n 是否为质数的最基本算法。例 2 用二分法设计一个求议程x22=0 的近似根的算法。算法分析:回顾二分法解方程的过程,并假设所求近似根与准确解的差的绝对值不超过 0.005 ,则不难设计出以下步骤:第一步:令f(x)=x22。因为 f(1)0 ,所以设x1=1,x2=2。第二步:令m=(x1+x2)/2 ,判断 f(m) 是否为 0,若则,则m为所长;若否,则继续判断f(x1) f(
6、m) 大于 0 还是小于0。第三步:若f(x1) f(m)0 ,则令 x1=m ;否则,令x2=m 。第四步:判断 |x1x2|max, 则 max=b. S3 如果 Cmax, 则 max=c. S4 max 就是 a,b,c中的最大值。综合应用题例 5 写出求 1+2+3+4+5+6 的一个算法。分析:可以按逐一相加的程序进行,也可以利用公式1+2+ +n=2) 1(nn进行, 也可以根据加法运算律简化运算过程。解:算法1:S1:计算 1+2 得到 3;S2:将第一步中的运算结果3 与 3 相加得到6;S3:将第二步中的运算结果6 与 4 相加得到10;S4:将第三步中的运算结果10 与
7、5 相加得到15;S5:将第四步中的运算结果15 与 6 相加得到21。算法 2:S1:取 n=6;S2:计算2) 1(nn;S3:输出运算结果。算法 3:S1:将原式变形为(1+6)+(2+5)+(3+4)=37;S2:计算 3 7;精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 41 页学习必备欢迎下载S3:输出运算结果。小结 :算法 1 是最原始的方法,最为繁琐,步骤较多,当加数较大时,比如1+2+3+10000,再用这种方法是行不通的;算法 2 与算法 3 都是比较简单的算法,但比较而言, 算法 2 最为简单,且易于在计算机上执
8、行操作。学生做一做求 1357 911 的值,写出其算法。老师评一评算法 1;第一步,先求13,得到结果3;第二步,将第一步所得结果3 再乘以 5,得到结果15;第三步,再将15 乘以 7,得到结果105;第四步,再将105 乘以 9,得到 945;第五步,再将945 乘以 11,得到 10395,即是最后结果。算法 2:用 P表示被乘数,i 表示乘数。S1 使 P=1。S2 使 i=3 S3 使 P=P i S4 使 i=i+2 S5 若 i 11,则返回到S3继续执行;否则算法结束。小结由于计算机动是高速计算的自动机器,实现循环的语句。因此, 上述算法 2不仅是正确的,而且是在计算机上能够
9、实现的较好的算法。在上面的算法中,S3,S4,S5 构成一个完整的循环,这里需要说明的是,每经过一次循环之后,变量 P、i 的值都发生了变化,并且生循环一次之后都要在步骤S5对 i 的值进行检验, 一旦发现 i 的值大于11 时,立即停止循环, 同时输出最后一个P的值,对于循环结构的详细情况,我们将在以后的学习中介绍。4、课堂小结本节课主要讲了算法的概念,算法就是解决问题的步骤,平时列论我们做什么事都离不开算法,算法的描述可以用自然语言,也可以用数学语言。例如, 某同学要在下午到体育馆参加比赛,比赛下午 2 时开始, 请写出该同学从家里发到比赛地的算法。若用自然语言来描述可写为(1)1:00
10、从家出发到公共汽车站(2)1:10 上公共汽车(3)1:40 到达体育馆(4)1:45 做准备活动。(5)2:00 比赛开始。若用数学语言来描述可写为:S1 1:00从家出发到公共汽车站S2 1:10上公共汽车S3 1:40到达体育馆S4 1:45做准备活动S5 2:00比赛开始精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 41 页学习必备欢迎下载大家从中要以看出,实际上两种写法无本质区别,但我们在书写时应尽量用教学语言来描述,它的优越性在以后的学习中我们会体会到。5、自我评价1、写出解一元二次方程ax2+bx+c=0(a 0) 的一
11、个算法。2、写出求1 至 1000 的正数中的3 倍数的一个算法(打印结果)6、评价标准1、解:算法如下S1 计算 =b2-4ac S2 如果 0,则方程无解;否则x1= S3 输出计算结果x1,x2 或无解信息。2、解:算法如下:S1 使 i=1 S2 i被 3 除,得余数r S3 如果 r=0,则打印i ,否则不打印S4 使 i=i+1 S5 若 i 1000, 则返回到S2继续执行,否则算法结束。7、作业: 1、写出解不等式x2-2x-30 的一个算法。解:第一步:x2-2x-3=0 的两根是x1=3,x2=-1。第二步:由x2-2x-30 可知不等式的解集为x | -1x0 的不等式的
12、解的步骤(为方便,我们设a0)如下:第一步:计算= acb42;第二步:若 0,示出方程两根aacbbx2422, 1(设x1x2) ,则不等式解集为x | xx1或xx2;第三步:若 = 0 ,则不等式解集为x | xR且xab2 ;第四步:若 c , a+cb, b+ca是否否同时成立?是s=p(p-2)(p-3)(p-4)结束开始结束精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 41 页学习必备欢迎下载3)循环结构:在一些算法中,经常会出现从某处开始,按照一定条件,反复执行某一处理步骤的情况,这就是循环结构,反复执行的处理步骤为
13、循环体,显然,循环结构中一定包含条件结构。循环结构又称重复结构,循环结构可细分为两类:(1)一类是当型循环结构,如图1-5 (1)所示,它的功能是当给定的条件P1 成立时,执行 A框,A框执行完毕后,再判断条件P1是否成立,如果仍然成立,再执行A框,如此反复执行 A框,直到某一次条件P1不成立为止,此时不再执行A框,从 b 离开循环结构。(2)另一类是直到型循环结构,如下图所示,它的功能是先执行,然后判断给定的条件 P2是否成立, 如果 P2仍然不成立, 则继续执行A框,直到某一次给定的条件P2成立为止,此时不再执行A框,从 b 点离开循环结构。 A A P1? P2?不成立不成立成立 b b
14、 当型循环结构直到型循环结构(1)(2)例 4:设计一个计算1+2+100 的值的算法,并画出程序框图。算法分析:只需要一个累加变量和一个计数变量,将累加变量的初始值为0,计数变量的值可以从1 到 100。程序框图:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 41 页学习必备欢迎下载i 100?否是3、课堂小结:本节课主要讲述了程序框图的基本知识,包括常用的图形符号、算法的基本逻辑结构,算法的基本逻辑结构有三种,即顺序结构、 条件结构和循环结构。其中顺序结构是最简单的结构, 也是最基本的结构,循环结构必然包含条件结构,所以这三种基
15、本逻辑结构是相互支撑的, 它们共同构成了算法的基本结构,无论怎样复杂的逻辑结构,都可以通过这三种结构来表达4、自我评价:1)设 x 为为一个正整数,规定如下运算:若x 为奇数,则求 3x+2;若 x 为偶数,则为 5x,写出算法,并画出程序框图。2)画出求 21+22+23+2100的值的程序框图。5、评价标准:1解:算法如下。S1 输入 x S2 若 x 为奇数,则输出 A=3x+2 ;否则输出 A=5x S3 算法结束。程序框图如下图:开始结束i=1 Sum=0 i=i+1 Sum=sum+i 输出 sum 开始i=1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - -
16、 - - - - -第 11 页,共 41 页学习必备欢迎下载输出 p i30? 是否2、 解:序框图如下图 : p=0 p=pxi 结束i=i+1 开始i=1 p=0 p=p+2i i=i+1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 41 页学习必备欢迎下载输出 p i100? 否是6、作业: 课本 P11 习题 1.1 A 组 2、3 第一课时1.2.1 输入、输出语句和赋值语句一、三维目标:1、知识与技能(1)正确理解输入语句、输出语句、赋值语句的结构。(2)会写一些简单的程序。(3)掌握赋值语句中的“=”的作用。2、过
17、程与方法(1)让学生充分地感知、体验应用计算机解决数学问题的方法;并能初步操作、模仿。(2)通过对现实生活情境的探究,尝试设计出解决问题的程序,理解逻辑推理的数学方法。3、情感态度与价值观通过本节内容的学习,使我们认识到计算机与人们生活密切相关,增强计算机应用意识,提高学生学习新知识的兴趣。结束精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 41 页学习必备欢迎下载二、重点与难点重点:正确理解输入语句、输出语句、赋值语句的作用。难点:准确写出输入语句、输出语句、赋值语句。三、学法与教学用具计算机、图形计算器四、教学设计【 创设情境 】
18、在现代社会里, 计算机已经成为人们日常生活和工作不可缺少的工具,如: 听 MP3,看电影, 玩游戏, 打字排版, 画卡通画, 处理数据等等, 那么,计算机是怎样工作的呢?计算机完成任何一项任务都需要算法,但是,我们用自然语言或程序框图描述的算法,计算机是无法“看得懂,听得见”的。因此还需要将算法用计算机能够理解的程序设计语言( programming language)翻译成计算机程序。程序设计语言有很多种。如BASIC , Foxbase, C 语言, C+,J+,VB 等。为了实现算法中的三种基本的逻辑结构:顺序结构、 条件结构和循环结构,各种程序设计语言中都包含下列基本的算法语句:这就是
19、这一节所要研究的主要内容基本算法语句。今天,我们先一起来学习输入、输出语句和赋值语句。(板出课题)【 探究新知 】我们知道,顺序结构是任何一个算法都离不开的基本结构。输入、输出语句和赋值语句基本上对应于算法中的顺序结构。(如右图) 计算机从上而下按照语句排列的顺序执行这些语句。输入语句和输出语句分别用来实现算法的输入信息,输出结果的功能。如下面的例子:用描点法作函数3232430yxxx的图象时,需要求出自变量与函数的一组对应值。编写程序,分别计算当5, 4, 3, 2, 1,0,1,2,3,4,5x时的函数值。程序: ( 教师可在课前准备好该程序,教学中直接调用运行) (学生先不必深究该程序
20、如何得来,只要求懂得上机操作,模仿编写程序,通过运行自己编写的程序发现问题所在,进一步提高学生的模仿能力。)提问:在这个程序中,你们觉得哪些是输入语句、输出语句和赋值语句呢?(同学们互相交流、议论、猜想、概括出结论。提示:“input”和“ print”的中文意思等)输入语句输出语句赋值语句条件语句循环语句INPUT“ x=”;x y=x3+3 * x2- 24* x+30PRINTx PRINTy END语句 n+1 语句 n 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 41 页学习必备欢迎下载(一)输入语句在该程序中的第1 行
21、中的 INPUT 语句就是 输入语句 。这个语句的一般格式是:其中, “提示内容”一般是提示用户输入什么样的信息。如每次运行上述程序时,依次输入 -5 ,-4 ,-3 ,-2,-1,0,1,2,3,4,5,计算机每次都把新输入的值赋给变量“ x” , 并按“ x”新获得的值执行下面的语句。INPUT语句不但可以给单个变量赋值,还可以给多个变量赋值,其格式为:例如,输入一个学生数学,语文,英语三门课的成绩,可以写成:INPUT “数学,语文,英语” ;a,b,c 注:“提示内容”与变量之间必须用分号“;”隔开。各“提示内容”之间以及各变量之间必须用逗号“, ”隔开。 但最后的变量的后面不需要。(
22、二)输出语句在该程序中,第3 行和第 4 行中的 PRINT 语句是 输出语句 。它的一般格式是:同输入语句一样,表达式前也可以有“提示内容”。例如下面的语句可以输出斐波那契数列:此时屏幕上显示:The Fibonacci Progression is: 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 输出语句的用途:(1)输出常量,变量的值和系统信息。(2)输出数值计算的结果。思考:在1.1.2中程序框图中的输入框,输出框的内容怎样用输入语句、输出语句来表达?(学生讨论、交流想法,然后请学生作答)参考答案:输入框: INPUT “请输入需判断的整数n=”; n 输出框: PRINT n; “
23、是质数。” PRINT n; “不是质数。 ”(三)赋值语句用来表明赋给某一个变量一个具体的确定值的语句。除了输入语句, 在该程序中第2 行的 赋值语句 也可以给变量提供初值。它的一般格式是:INPUT “提示内容” ;变量INPUT “提示内容1,提示内容2,提示内容3,” ;变量 1,变量 2,变量 3,PRINT “提示内容” ;表达式PRINT“The Fibonacci Progression is: ” ;1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 “”精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 41 页学习必备欢
24、迎下载赋值语句中的“=”叫做赋值号。赋值语句的作用: 先计算出赋值号右边表达式的值,然后把这个值赋给赋值号左边的变量,使该变量的值等于表达式的值。注:赋值号左边只能是变量名字,而不能是表达式。如:2=X是错误的。赋值号左右不能对换。如“A=B”“ B=A”的含义运行结果是不同的。不能利用赋值语句进行代数式的演算。(如化简、因式分解、解方程等)赋值号“=”与数学中的等号意义不同。思考:在1.1.2中程序框图中的输入框,哪些语句可以用赋值语句表达?并写出相应的赋值语句。 (学生思考讨论、交流想法。)【 例题精析 】例 1 :编写程序,计算一个学生数学、语文、英语三门课的平均成绩。分析:先写出算法,
25、画出程序框图,再进行编程。算法:程序:例 2:给一个变量重复赋值。程序: 变式引申 :在此程序的基础上,设计一个程序,要求最后A的输出值是30。(该变式的设计意图是学生加深对重复赋值的理解)程序:变量=表达式INPUT “数学 =”;a INPUT “语文 =”;b INPUT “英语 =”;c y=(a+b+c)/3PRINT“ The average=” ;y ENDA=10 A=A+10PRINTA ENDA=10 A=A+15PRINTA A=A+5 PRINTA END开始输入 a,b,c 结束输出 y 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -
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