高中数学必修3教案2(64页).doc
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1、-第一章第二章第三章 高中数学必修3教案2-第 63 页第四章 算法初步1 1.1算法与程序框图2 31.1 算法与程序框图(共3课时)【课程标准】通过对解决具体问题过程与步骤的分析(如二元一次方程组求解等问题),体会算法的思想,了解算法的含义.【教学目标】1.理解算法的概念与特点; 2.学会用自然语言描述算法,体会算法思想; 3.培养学生逻辑思维能力与表达能力.【教学重点】算法概念以及用自然语言描述算法【教学难点】用自然语言描述算法【教学过程】一、序言算法不仅是数学及其应用的重要组成部分,也是计算机科学的重要基础. 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. 听音乐、看电
2、影、玩游戏、打字、画卡通画、处理数据,计算机几乎渗透到了人们生活的所有领域. 那么,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. 同时,算法有利于发展有条理的思考与表达的能力,提高逻辑思维能力.在以前的学习中,虽然没有出现算法这个名词,但实际上在数学教学中已经渗透了大量的算法思想,如四则运算的过程、求解方程的步骤等等,完成这些工作都需要一系列程序化的步骤,这就是算法的思想.二、实例分析例1:写出你在家里烧开水过程的一个算法. 解:第一步:把水注入电锅; 第二步:打开电源把水烧开; 第三步:把烧开的水注入热水瓶. (以上算法是解决某一问题的程序或步骤)例2:给出求1+2+3+
3、4+5的一个算法.解: 算法1 按照逐一相加的程序进行 第一步:计算1+2,得到3;第二步:将第一步中的运算结果3与3相加,得到6; 第三步:将第二步中的运算结果6与4相加,得到10; 第四步:将第三步中的运算结果10与5相加,得到15. 算法2 可以运用公式1+2+3+=直接计算 第一步:取=5;第二步:计算; 第三步:输出运算结果.(说明算法不唯一)例3:(课本第2页,解二元一次方程组的步骤) (可推广到解一般的二元一次方程组,说明算法的普遍性)例4:用“待定系数法”求圆的方程的大致步骤是: 第一步:根据题意,选择标准方程或一般方程;第二步:根据条件列出关于,或,的方程组; 第三步:解出,
4、或,代入标准方程或一般方程.三、算法的概念通过对以上几个问题的分析,我们对算法有了一个初步的了解.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,通过实施这些步骤来解决问题,通常把这些步骤称为解决这些问题的算法在数学中,现代意义上的“算法”通常是指可以用计算机来解决的某一类问题的程序或步骤,这些程序或步骤必须是明确和有效的,而且能够在有限步之内完成.四、知识应用例5:(课本第3页例1)(难点是由质数的定义判断一个大于1的正整数是否为质数的基本方法)练习1:(课本第4页练习2)任意给定一个大于1的正整数,设计一个算法求出的所有因数. 解:根据因数的定义,可设计出下面的一个算法: 第一步:
5、输入大于1的正整数. 第二步:判断是否等于2,若,则的因数为1,;若,则执行第三步.第三步:依次从2到检验是不是整除,若整除,则是的因数;若不整除,则不是的因数.例6:(课本第4页例2)练习2:设计一个计算1+2+100的值的算法. 解:算法1 按照逐一相加的程序进行第一步:计算1+2,得到3;第二步:将第一步中的运算结果3与3相加,得到6; 第三步:将第二步中的运算结果6与4相加,得到10; 第九十九步:将第九十八步中的运算结果4950与100相加,得到5050. 算法2 可以运用公式1+2+3+=直接计算 第一步:取=100;第二步:计算; 第三步:输出运算结果.练习3:(课本第5页练习1
6、)任意给定一个正实数,设计一个算法求以这个数为半径的圆的面积. 解:第一步:输入任意正实数;第二步:计算; 第三步:输出圆的面积.五、课堂小结1. 算法的特性: 有穷性:一个算法的步骤序列是有限的,它应在有限步操作之后停止,而不能是无限的. 确定性:算法中的每一步应该是确定的并且能有效地执行且得到确定的结果,而不应当是模棱两可. 可行性:算法中的每一步操作都必须是可执行的,也就是说算法中的每一步都能通过手工和机器在有限时间内完成.输入:一个算法中有零个或多个输入.输出:一个算法中有一个或多个输出.2. 描述算法的一般步骤: 输入数据.(若数据已知时,应用赋值;若数据为任意未知时,应用输入) 数
7、据处理. 输出结果.六、作业1. 有A、B、C三个相同规格的玻璃瓶,A装着酒精,B装着醋,C为空瓶,请设计一个算法,把A、B瓶中的酒精与醋互换.2. 写出解方程的一个算法.3. 利用二分法设计一个算法求的近似值(精确度为0.005).4. 已知,写出求直线AB斜率的一个算法.5. 已知函数 设计一个算法求函数的任一函数值【课程标准】通过模仿、操作、探索,经历通过设计程序框图表达解决问题的过程.在具体问题的解决过程中(如三元一次方程组求解等问题),理解程序框图的三种基本逻辑结构:顺序、条件分支、循环.【教学目标】1.理解程序框图的概念; 2.掌握运用程序框图表达顺序结构和条件结构的算法; 3.培
8、养学生逻辑思维能力与表达能力.【教学重点】运用程序框图表达顺序结构和条件结构的算法【教学难点】规范程序框图的表示以及条件结构算法的框图【教学过程】一、回顾练习 1. 已知一个三角形的三边长分别为2,3,4,利用海伦秦九韶公式设计一个算法,求出它的面积. 2. 任意给定3个正实数,设计一个算法,判断分别以这3个数为三边边长的三角形是否存在.二、程序框图的有关概念1. 两道回顾练习的算法用程序框图来表达,引入程序框图概念.2. 程序框图的概念 程序框图又称流程图,是一种规定的图形、指向线及文字说明来准确、直观地表示算法的图形.3. 构成程序框图的图形符号及其作用(课本第6页)4. 规范程序框图的表
9、示: 使用标准的框图符号.框图一般按从上到下、从左到右的方向画,流程线要规范.除判断框外,大多数框图符号只有一个进入点和一个退出点.一种判断是“是”与“否”两分支的判断,而且有且仅有两个结果;输入输出语句另一种是多分支判断,有几种不同的结果.在图形符号内描述的语言要非常简练清楚.三、顺序结构顺序结构是由若干个依次执行的处理步骤组成.例1:(课本第9页例3)输入A,B输出A,B开始结束A=Bx=AB=x练习1:交换两个变量A和B的值,并输出交换前后的值. 解:算法如下: 程序框图:第一步:输入A,B的值.第二步:把A的值赋给x.第三步:把B的值赋给A.第四步:把x的值赋给B.第五步:输出A,B的
10、值.语句1满足条件?是否语句2四、条件结构根据条件判断,决定不同流向.例2:(课本第10页例4)练习2:有三个整数,由键盘输入,输出其中最大的数.解:算法1第一步:输入,;第二步:若,且;则输出;否则,执行第三步; 第三步:若,则输出;否则,输出. 算法2第一步:输入,;第二步:若,则;否则,; 第三步:若,则输出;否则,输出.练习3:已知,求的值. 设计出解决该问题的一个算法,并画出程序框图.解:算法如下:第一步:;第二步:; 第三步:;第四步:;第五步:;第六步:输出.练习4:设计一个求任意数的绝对值的算法,并画出程序框图.解:第一步:输入任意实数;第二步:若,则;否则; 第三步:输出.练
11、习5:(课本第18页例6)设计一个算法,使得任意输入的3个整数按从大到小的顺序输出,并画出程序框图.练习6:五、课堂小结1. 画程序框图的步骤:首先用自然语言描述解决问题的一个算法,再把自然语言转化为程序框图;2. 理解条件结构的逻辑以及框图的规范画法,条件结构主要用在判断、分类或分情况的问题解决中.六、作业1. 已知华氏温度与摄氏温度的转换公式是:,写出一个算法,并画出程序框图,使得输入一个华氏温度,输出其相应的摄氏温度.2. 如果考生的成绩大于或等于60分,则输出“及格”,否则输出“不及格”,试写出一个算法,并画出程序框图.3. 画出1+2+3+4+5的一个算法的程序框图.4. (课本第2
12、0页习题1.1A组第2题)5. 输入一元二次方程的系数,输出它的实数根,试写出一个算法,并画出程序框图.【课程标准】通过模仿、操作、探索,经历通过设计程序框图表达解决问题的过程.在具体问题的解决过程中(如三元一次方程组求解等问题),理解程序框图的三种基本逻辑结构:顺序、条件分支、循环.【教学目标】1.进一步理解程序框图的概念; 2.掌握运用程序框图表达循环结构的算法; 3.培养学生逻辑思维能力与表达能力.【教学重点】运用程序框图表达循环结构的算法【教学难点】循环体的确定,计数变量与累加变量的理解.【教学过程】一、回顾练习 引例:设计一个计算1+2+100的值的算法. 解:算法1 按照逐一相加的
13、程序进行第一步:计算1+2,得到3;第二步:将第一步中的运算结果3与3相加,得到6; 第三步:将第二步中的运算结果6与4相加,得到10;第九十九步:将第九十八步中的运算结果4950与100相加,得到5050.简化描述: 进一步简化:第一步:sum=0; 第一步:sum=0,i=1; 第二步:sum=sum+1; 第二步:依次i从1到100,反复做sum=sum+i; 第三步:sum=sum+2; 第三步:输出sum. 第四步:sum=sum+3; 第一百步:sum=sum+99; 第一百零一步:sum=sum+100第一百零二步:输出sum. 根据算法画出程序框图,引入循环结构.二、循环结构满
14、足条件?是否循环体循环结构:在一些算法中,也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,这种结构称为循环结构.满足条件?否循环体是循环体:反复执行的处理步骤称为循环体.计数变量:在循环结构中,通常都有一个起到循环计数作用的变量,这个变量的取值一般都含在执行或终止循环体的条件中.当型循环:在每次执行循环体前对控制循环条件进行判断,当条件满足时执行循环体,不满足则停止.直到循环:在执行了一次循环体之后,对控制循环体进行判断,当条件不满足时执行循环体,满足则停止.练习1:画出引例直到型循环的程序框图.当型循环与直到循环的区别:当型循环可以不执行循环体,直到循环至少执行一次循环体.
15、当型循环先判断后执行,直到型循环先执行后判断. 对同一算法来说,当型循环和直到循环的条件互为反条件. 说明:为了减少难点,省去flag标记;解释赋值语句“”与“”,还有“;简单分析.练习3:画出的程序框图.小结:画循环结构程序框图前:确定循环变量和初始条件;确定算法中反复执行的部分,即循环体;确定循环的转向位置;确定循环的终止条件.三、条件结构与循环结构的区别与联系 区别:条件结构通过判断分支,只是执行一次;循环结构通过条件判断可以反复执行. 联系:循环结构是通过条件结构来实现.例1:(课本第10页的探究)画出用二分法求方程的近似根(精确度为0.005)的程序框图,并指出哪些部分构成顺序结构、
16、条件结构和循环结构?练习4:设计算法,求使成立的最小自然数的值,画出程序框图.练习5:输入50个学生的考试成绩,若60分及以上的为及格,设计一个统计及格人数的程序框图.练习6:指出下列程序框图的运行结果 五、课堂小结1. 理解循环结构的逻辑,主要用在反复做某项工作的问题中;2. 理解当型循环与直到循环的逻辑以及区别:当型循环可以不执行循环体,直到循环至少执行一次循环体.当型循环先判断后执行,直到型循环先执行后判断. 对同一算法来说,当型循环和直到循环的条件互为反条件.3. 画循环结构程序框图前:确定循环变量和初始条件;确定算法中反复执行的部分,即循环体;确定循环的转向位置;确定循环的终止条件.
17、4. 条件结构与循环结构的区别与联系: 区别:条件结构通过判断分支,只是执行一次;循环结构通过条件判断可以反复执行. 联系:循环结构是通过条件结构来实现.七、作业1. 设计一个算法,计算两个非0实数的加、减、乘、除运算的结果(要求输入两个非0实数,输出运算结果),并画出程序框图.2. 设计一个算法,判断一个数是偶数还是奇数(要求输入一个整数,输出该数的奇偶性),并画出程序框图.3. 设计一个算法,计算函数当时的函数值,并画出程序框图.4. (课本第11页习题1.1A组第2题)5. 如果我国工农业产值每年以9%的增长率增长,问几年后我国产值翻一翻,试用程序框图描述其算法.6.(课本第20页习题1
18、.1B组第1、2题)1.2 基本算法语句(共3课时)(有条件在电脑室上)【课程标准】经历将具体问题的程序框图转化为程序语句的过程,理解几种基本算法语句输入语句、输出语句、赋值语句、条件语句、循环语句,进一步体会算法的基本思想【教学目标】1.理解输入语句、输出语句和赋值语句; 2.能运用输入语句、输出语句和赋值语句表达解决具体问题的过程; 3.培养学生逻辑思维能力与表达能力.【教学重点】输入语句、输出语句和赋值语句的表示方法、结构和用法【教学难点】将具体问题的程序框图转化为程序语句的过程,赋值语句的逻辑关系【教学过程】一、回顾知识 顺序结构及其框图二、输入语句、输出语句和赋值语句 例1:(课本第
19、21页例1)分析:首先画出解决该问题算法的程序框图,并解析BASIC语言中的数学运算符号表示.如:写成2*3,写成53,写成5/3,5除以3的余数为“5 MOD 3”,5除以3的商为“53”,写成“SQR(2)”,写成“ABS()”等等.1. 输入语句的一般格式 INPUT “提示内容”;变量 说明:输入语句的作用是实现算法的输入信息功能.“提示内容”提示用户输入什么样的信息,用双引号.提示内容与变量之间用分号“;”隔开,若输入多个变量,变量与变量之间用逗号“,”隔开,如“INPUT “a=,b=,c=”;a,b,c”.变量是指程序在运行是其值是可以变化的量,如中的a,b,c都是变量,通俗把一
20、个变量比喻成一个盒子,盒子内可以存放数据,可随时更新盒子内的数据.如中当依次输入了1,2,3程序在运行时把输入的值依次赋给a,b,c,即a=1,b=2,c=3. 例如,输入一个学生数学、语文、英语三门课的成绩: INPUT “Maths,Chines,English”;a,b,c 输入任意整数n: INPUT “n=”;n2. 输出语句的一般格式 PRINT “提示内容”;表达式说明:输出语句的作用是实现算法的输出结果的功能,可以在计算机的屏幕上输出常量、变量的值和系统信息.“提示内容”提示用户输出什么样的信息,用双引号.提示内容与表达式之间用分号“;”隔开. 要输出表达式中的字符,需要用双引
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- 高中数学 必修 教案 64
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