人教A版新课标高中数学必修3教案.pdf
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1、新课标高中数学必修3教案目 录第一章算法初步.11.1.1算法的概念.31.1.2程序框图(第二、三课时).91.2 输入、输出语句和赋值语句(第一课时).15122-1.2.3条件语句和循环语句(第二、三课时).211.3 算法案例 第1、2课时辗转相除法与更相减损术.27第3、4课时秦九韶算法与排序.31第5课时进位制.35算法初步复习课.39第二章统计初步.452.1.1 简单随机抽样.452.1.2 系统抽样.492.1.3 分层抽样.532.2.1用样本的频率分布估计总体分布(2课时).572.2.2用样本的数字特征估计总体的数字特征(2课时).61第三章概率.653.1 随机事件的
2、概率3.1.13.1.2随机事件的概率及概率的意义(第一、二课时).653.1.3概率的基本性质(第三课时).693.2 古典概型(第四、五课时)3 2 1 3.2.2古典概型及随机数的产生.733.3 几何概型3.3.13.3.2几何概型及均匀随机数的产生.79 第一章算法初步一、课标要求:1、本章的课标要求包括算法的含义、程序框图、基本算法语句,通过阅读中国古代教学中的算法案例,体会中国古代数学世界数学发展的贡献。2、算法就是解决问题的步骤,算法也是数学及其应用的重要组成部分,是计算机科学的基础,利用计算机解决问需要算法,在日常生活中做任何事情也都有算法,当然我们更关心的是计算机的算法,计
3、算机可以解决多类信息处理问题,但人们必须事先用计算机熟悉的语言,也就是计算能够理解的语言(即程序设计语言)来详细描述解决问题的步骤,即首先设计程序,对稍复杂一些的问题,直接写出解决该问题的程序是困难的,因此,我们要首先研究解决问题的算法,再把算法转化为程序,所以算法设计是使用计算机解决具体问题的一个极为重要的环节。3、通过对解决具体问题的过程与步骤的分析(如二元一次方程组的求解等问题),体会算法的思想,了解算法的含义。理解程序框图的三种基本逻辑结构:顺序结构、条件结构、循环结构。理解并掌握几种基本的算法语句输入语句、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。4、本章的重
4、点是体会算法的思想,了解算法的含义,通过模仿、操作、探索,经过通过设计程序框图解决问题的过程。点是在具体问题的解决过程中,理解三种基本逻辑结构,经历将具体问题的程序框图转化为程序语句的过程,理解几种基本的算法语句。二、编写意图与特色:算法是数学及其应用的重要组成部分,是计算科学的重要基础。随着现代信息技术飞速发展,算法在科学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用,并日益融入社会生活的许多方面,算法思想已经成为现代人应具备的一种数学素养。需要特别指出的是,中国古代数学中蕴涵了丰富的算法思想。在本模块中,学生将在义务教育阶段初步感受算法思想的基础上,结合对具体数学实例的分析,体验程序框图在解决问题中
5、的作用;通过模仿、操作、探索,学习设计程序框图表达解决问题的过程;体会算法的基本思想以及算法的重要性和有效性,发展有条理的思考与表达的能力,提高逻辑思维能力。1、结合熟悉的算法,把握算法的基本思想,学会用自然语言来描述算法。2、通过模仿、操作和探索,经历设计程序流程图表达解决问题的过程。在具体问题的解决过程中理解程序流程图的三种基本逻辑结构:顺序结构、条件结构、循环结构。3、通过实际问题的学习,了解构造算法的基本程序。4、经历将具体问题的程序流程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,体会算法的基本思想。5、需要注意的问题1)从熟知的问题出
6、发,体会算法的程序化思想,而不是简单呈现一些算法。2)变量和赋值是算法学习的重点之一,因为设置恰当的变量,学习给变量赋值,是构造算法的关键,应作为学习的重点。3)不必刻意追求最优的算法,把握算法的基本结构和程序化思想才是我们的重点。4)本章所指的算法基本上是能在计算机上实现的算法。三、教学内容及课时安排:1.1 算法与程序框图(约 2 课时)1.2 基本算法语句(约 3 课时)1.3 算法案例(约 5 课时)复习与小结(约 2 课时)四、评价建议1.重视对学生数学学习过程的评价关注学生在数学语言的学习过程中,是否对用集合语言描述数学和现实生活中的问题充满兴趣;在学习过程中,能否体会集合语言准确
7、、简洁的特征;是否能积极、主动地发展自己运用数学语言进行交流的能力。2.正确评价学生的数学基础知识和基本技能关注学生在本章(节)及今后学习中,让学生集中学习算法的初步知识,主要包括算法的基本结构、基本语句、基本思想等。算法思想将贯穿高中数学课程的相关部分,在其他相关部分还将进一步学习算法1.1.1算法的概念一、教学目标: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S c i l a b 求解方程组。2、过程与方法:通过求解二元
8、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,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(
9、n l)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1X2X3X4X5是可以做到的,但让计算机去执行“倒-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、
10、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(a l g o r i t h m)词源于算术(a l g o r i s m),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:例
11、 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 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,若 n=2,则 n是质数;若 n 2,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x2-2=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0.0 0 5,则不难设计出以下步骤:第一步:令 f(x)=x?-2。因为 f
12、(0,f(2)0,所以设 x i=l,x z=2。第二步:令 m=(X i+x 2)/2,判断f(m)是否为0,若则,则1n 为所长;若否,则继续判断f (x j f (m)大于 0还是小于0 o第三步:若 f(X|)f (m)0,则令X i=m;否则,令 X 2=m。第四步:判 断 x x j =殳!二 44;第三步:将 y =_ 从您7M),得 x =8G。此时我们得到了二元-次为麓组的求解公式,利用在公前才得到倒2的另一个算法:第一步:取 A i=l,B i=-2,C=l,A2=2,B2=l,C2=-l;络一小、_;笛 -B,C+第一步:计算x=-A.B-,A-,B.第三步:输出运算结奥
13、:2GA18,A251与y=可见利用上述算法,更加有利于上机执行与操作。基础知识应用题例 4写出一个求有限整数列中的最大值的算法。解:算法如下。S1 先假定序列中的第一个整数为“最大值”。S2将序列中的下一个整数值与“最大值”比较,如果它大于此“最大值”,这时你就假定“最大值”是这个整数。S3如果序列中还有其他整数,重复S 2。S4在序列中一直到没有可比的数为止,这时假定的“最大值”就是这个序列中的最大值。学生做一做 写出对任意3个整数a,b,c 求出最大值的算法。老师评一评 在例2中我们是用自然语言来描述算法的,下面我们用数学语言来描述本题的算法。S I m a x=aS 2 如果 b m
14、a x,则 m a x=b.S 3 如果 O m a x,则 m a x=c.S 4 m a x 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+炉 迎 土 进行,也可以根据加法运算2律简化运算过程。解:算 法 1:S 1:计 算 1+2 得到3;S 2:将第一步中的运算结果3 与 3相加得到6;S 3:将第二步中的运算结果6与 4相加得到10;S 4:将第三步中的运算结果10与 5 相加得到15;S 5:将第四步中的运算结果15 与 6 相加得到2 1。算法2:S 1:取 n=6;c o 、4 号+1)
15、S 2:计算-;2S 3:输出运算结果。算法3:S 1:将原式变形为(1+6)+(2+5)+(3+4)=3 X 7;S 2:计算 3 X 7;S 3: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行操作。学生做一做 求 1 X 3 X 5 X 7 X 9 X 1 1 的值,写出其算法。老师评一评 算 法 1;第一步,先 求 1 X 3,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,
16、得到结果105:第四步,再 将 105 乘以9,得到9 4 5;第五步,再将9 4 5 乘 以 11,得 到 103 9 5,即是最后结果。算法2:用 P表示被乘数,i 表示乘数。S 1 使 P=l。S 2 使 i=3S 3 使 P=P X iS 4 使 i=i+2S5若 i l l,则返回到S 3 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实现的较好的算法。在上面的算法中,S 3,S 4,S 5 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
17、在步骤S 5 对 i 的值进行检验,一旦发现i的值大于1 1 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)1:0 0 从家出发到公共汽车站(2)1:1 0 上公共汽车(3)1:4 0 到达体育馆(4)1:4 5 做准备活动。(5)2:0 0 比赛开始。若用数学语言来描述可写为:S 1 1
18、:0 0 从家出发到公共汽车站S 2 1:1 0 上公共汽车S 3 1:4 0 到达体育馆S 4 1:4 5 做准备活动S 5 2:0 0 比赛开始大家从中要以看出,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a x2+b x+c=0 (a W O)的一个算法。2、写出求1 至 1 0 0 0 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S 1 计算=b?-4 a cS 2 如果 0,则方程无解;否则x l=S 3 输出计算结果x l,x 2或无解信息。2、解:算法如下:S 1
19、使 i=lS 2 i 被 3除,得余数rS 3 如果r=0,则打印i,否则不打印S 4 使 i=i+lS 5 若 i W l O O O,则返回到S 2继续执行,否则算法结束。7、作业:1、写出解不等式f-23 0 的一个算法。解:第一步:f-23=0 的两根是加=3,及=T。第二步:由夕-23 0可知不等式的解集为%|-l 0 的不等式的解的步骤(为方便,我们设a 0)如下:第一步:计算=b2-4ac;.第二步:若(),示出方程两根 2 =(设汨)生),则不等式解集为 x 或内及;2a I)第三步:若=0,则不等式解集为 x I x e R 且 X。);2a第四步:若 _=忙工;第三步:在
20、第 与,窠中为 质 得 到 y的值m,得直线与y 轴交点(0,m):第四步:在第二步结果中令尸0 得到x的值n,得直线与x 轴交点(n,0);第五步:计算S=L机2第六步:输出运算结果1.1.2程序框图(第二、三课时)一、教学目标:1、知识与技能:掌握程序框图的概念;会用通用的图形符号表示算法,掌握算法的三个基本逻辑结构;掌握画程序框图的基本规则,能正确画出程序框图。2、过程与方法: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;学会灵活、正确地画程序框图。3、情感态度与价值观:通过本节的学习,使我们对程序框图有一个基本的了解;掌握算法语言的三种基本逻辑结构,明确程序框图的基本要
21、求;认识到学习程序框图是我们学习计算机的一个基本步骤,也是我们学习计算机语言的必经之路。二、重点与难点:重点是程序框图的基本概念、基本图形符号和3 种基本逻辑结构,难点是能综合运用这些知识正确地画出程序框图。三、学法与教学用具:1、通过上节学习我们知道,算法就是解决问题的步骤,在我们利用计算机解决问题的时候,首先我们要设计计算机程序,在设计计算机程序时我们首先要画出程序运行的流程图,使整个程序的执行过程直观化,使抽象的问题就得十分清晰和具体。有了这个流程图,再去设计程序就有了依据,从而就可以把整个程序用机器语言表述出来,因此程序框图是我们设计程序的基本和开端。2、我们在学习这部分内容时,首先要
22、弄清各种图形符号的意义,明确每个图形符号的使用环境,图形符号间的联结方式。例 如“起止框”只能出现在整个流程图的首尾,它表示程序的开始或结束,其他图形符号也是如此,它们都有各自的使用环境和作用,这是我们在学习这部分知识时必须要注意的一个方面。另外,在我们描述算法或画程序框图时,必须遵循一定的逻辑结构,事实证明,无论如何复杂的问题,我们在设计它们的算法时,只需用顺序结构、条件结构和循环结构这三种基本逻辑就可以了,因此我们必须掌握并正确地运用这三种基本逻辑结构。3、教学用具:电脑,计算器,图形计算器四、教学设想:1、创设情境:算法可以用自然语言来描述,但为了使算法的程序或步骤表达得更为直观,我们更
23、经常地用图形方式来表示它。基本概念:(1)起止框图:I-1起止框是任何流程图都不可缺少的,它表明程序的开始和结束,所以一个完整的流程图的首末两器苏或是起止框。(2)输入、输出框:/二表示数据的输入或结果的输出,它可用在算法中的任何需要输入、输出的位置。图 1-1 中有三个输入、输出框。第一个出现在开始后的第一步,它的作用是输入未知数的系数a l l,a l 2,a 2 1,a 2 2 和常数项b l,b 2,通过这一步,就可以把给定的数值写在输入框内,它实际上是把未知数的系数和常数项的值通知给了计算机,另外两个是输出框,它们分别位于由判断分的两个分支中,它们表示最后给出的运算结果,左边分支中的
24、输出分框负责输出Dr0时未知数x l,x 2 的值,右边分支中的输出框负责输出D=0 周的结果,即输出无法求解信息。(3)处理框:|它是采用来赋值、执行计算语句、传送运算结果的图形符号。图 1T中出现了两 个 处 理 框。第 上 不 亦 理 框 的 作 用 是 计 算 D=a l l a 2 2-a 2 1 a l 2 的 值,第二个处理框的作用是计算x l=(b l a 2 2-b 2 a l 2)/D,x 2=(b 2 a l l-b l a 2 1)/D 的值。(4)判断框 判断框一般有一个入口和两个出口,有时也有多个出口,它是惟一的具有两个或两个以上出口的符号,在只有两个出口的情形中,
25、通常都分成“是”与“否”(也可用“Y”与“N”)两个分支,在 图 1-1 中,通过判断框对I)的值进行判断,若判断框中的式子是D=0,则说明1)=0 时由标有“是”的分支处理数据;若 D A 0,则由标有“否”的分支处理数据。例如,我们要打印x的绝对值,可以设计如下框图。从图中可以看到由判断框分出两个分支,构成一个选择性结构,其中选择的标准是“x 2 0”,若符合这个条件,则按照“是”分支继续往下执行;若不符合这个条件,则按照“否”分支继续往下执行,这样的话,打印出的结果总是x的绝对值。在学习这部分知识的时候,要掌握各个图形的形状、作用及使用规则,画程序框图的规则如下:(1)使用标准的图形符号
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