2、算法的五大特征:
⑴邏輯性: 算法應(yīng)具有正確性和順序性。算法從初始步驟開始,分為若干明確的步驟,前一步是后一步的基礎(chǔ),只有執(zhí)行完前一步才能進(jìn)行下一步,并且每一步都有確切的含義,組成了具有很強(qiáng)的邏輯性的序列。
⑵概括性: 算法必須能解決一類問題,并且能重復(fù)使用。
⑶有限性: 一個(gè)算法必須保證執(zhí)行有限步后結(jié)束
⑷非唯一性:求解某個(gè)問題的算法不一定是唯一的,對(duì)于一個(gè)問題可以有不同的算法。
⑸普遍性: 許多的問題可以設(shè)計(jì)合理的算法去解決。如:如用二分法求方程的近似零點(diǎn),求幾何體的體積等等。
1、算法的定義:
算法可以理解為有基本運(yùn)算及規(guī)定的運(yùn)算順序所構(gòu)成的完整的解題步驟。或者看成按照要求設(shè)計(jì)好的有限的確切的計(jì)算序列,并且這樣的步驟和序列可以解決一類問題。
例3:寫出求1×2×3×4×5的算法。
步驟1:先求1×2,得到結(jié)果2;
步驟2:將步驟1得到的結(jié)果2再乘以3,得到6;
步驟3:將步驟2得到的結(jié)果6再乘以4,得到結(jié)果24;
步驟4:將步驟3得到的結(jié)果24再乘以5,得到120。
例4:寫出一個(gè)求整數(shù)a、b、c最大值的算法
解:S1 先假定序列中的第一個(gè)數(shù)為"最大值"。
S2 將序列中的下一個(gè)整數(shù)值與"最大值"比較,如果大于"最大值",這時(shí)就假定這個(gè)數(shù)為"最大值"。
S3 如果序列中還有其它整數(shù),重復(fù)S2。
S4 直到序列中沒有可比的數(shù)為止,這時(shí)假定的"最大值"就是序列的最大值。
即 S1 max=a。
S2 如果b>max,則max=b。
S3 如果c>max,則max=c。
S4 max就是a、b、c的最大值。
通過對(duì)以上幾個(gè)問題的分析,我們對(duì)算法有了一個(gè)初步的了解.在解決某些問題時(shí),需要設(shè)計(jì)出一系列可操作或可計(jì)算的步驟,通過實(shí)施這些步驟來解決問題,通常把這些步驟稱為解決這些問題的算法.
在數(shù)學(xué)中,現(xiàn)代意義上的“算法”通常是指可以用計(jì)算機(jī)來解決的某一類問題的程序或步驟,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.
問題:我們要解決解決一類問題,我們可以抽象出其解題步驟或計(jì)算序列,他們有什么樣的要求?
(1)算法與一般意義上具體問題的解法既有聯(lián)系,又有區(qū)別,它們之間是一般和特殊的關(guān)系,也是抽象與具體的關(guān)系。算法的獲得要借助一般意義上具體問題的求解方法,而任何一個(gè)具體問題都可以利用這類問題的一般算法來解決。
(2)算法的五個(gè)特征
①有窮性:一個(gè)算法的步驟序列是有限的,它應(yīng)在有限步操作之后停止,而不能是無限地執(zhí)行下去。
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)是模棱兩可的。
③邏輯性:算法從初始步驟開始,分為若干個(gè)明確的步驟,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)確無誤,才能完成問題。
④不唯一性:求解某一個(gè)問題的算法不一定只有唯一的一個(gè),可以有不同的算法。
⑤普遍性:很多具體的問題,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)過有限的、事先設(shè)計(jì)好的步驟加以解決。
例1:給出求1+2+3+4+5的一個(gè)算法.
解: 算法1 按照逐一相加的程序進(jìn)行
第一步:計(jì)算1+2,得到3;
第二步:將第一步中的運(yùn)算結(jié)果3與3相加,得到6;
第三步:將第二步中的運(yùn)算結(jié)果6與4相加,得到10;
第四步:將第三步中的運(yùn)算結(jié)果10與5相加,得到15.
算法2 可以運(yùn)用公式1+2+3+…+=直接計(jì)算
第一步:取=5;
第二步:計(jì)算;
第三步:輸出運(yùn)算結(jié)果.
算法3 按照累積相加的程序進(jìn)行
第一步:讓S=0,I=1
第二步:將S+I的值賦給S,I的值增加1
第三步:如果I比5大,則輸出S,否則轉(zhuǎn)第二步.
(說明算法不唯一)
例2:(課本第2頁,解二元一次方程組的步驟)
(可推廣到解一般的二元一次方程組,說明算法的普遍性)
廣義地說為了解決某一問題而采取的方法和步驟,就稱之為算法。做任何事情都有一定的步驟。例如:描述太極拳動(dòng)作的圖解,就是“太極拳的算法”;一首歌的樂譜,可以稱之為該歌曲的算法。從小學(xué)到高中遇到的算法絕大多數(shù)都與“計(jì)算”有關(guān)的問題。
請(qǐng)大家研究解決下面的一個(gè)問題
問題1.寫出你在家里燒開水的過程.
一般地,第一步:把水注入電鍋;第二步:打開電源把水燒開;第三步:把燒開的水注入熱水瓶.
問題2.兩個(gè)大人和兩個(gè)小孩一起渡河,渡口只有一條小船,每次只能渡1 個(gè)大人或兩個(gè)小孩,他們四人都會(huì)劃船,但都不會(huì)游泳。試問他們?cè)鯓佣蛇^河去?請(qǐng)寫出一個(gè)渡河方案。
(通過學(xué)生討論得出渡河方案與步驟如下)
S1 兩個(gè)小孩同船過河去;
S2 一個(gè)小孩劃船回來;
S3 一個(gè)大人劃船過河去;
S4 對(duì)岸的小孩劃船回來;
S5 兩個(gè)小孩同船渡過河去;
S6 一個(gè)小孩劃船回來;
S7 余下的一個(gè)大人獨(dú)自劃船渡過河去;對(duì)岸的小孩劃船回來;
S8 兩個(gè)小孩再同時(shí)劃船渡過河去。
3.重視對(duì)數(shù)學(xué)思想、方法進(jìn)行歸納提煉,達(dá)到優(yōu)化解題思維、簡(jiǎn)化解題過程
①方程思想,解析幾何的題目大部分都以方程形式給定直線和圓錐曲線,因此把直線與圓錐曲線相交的弦長(zhǎng)問題利用韋達(dá)定理進(jìn)行整體處理,就簡(jiǎn)化解題運(yùn)算量.
②用好函數(shù)思想方法
對(duì)于圓錐曲線上一些動(dòng)點(diǎn),在變化過程中會(huì)引入一些相互聯(lián)系、相互制約的量,從而使一些線的長(zhǎng)度及a,b,c,e之間構(gòu)成函數(shù)關(guān)系,函數(shù)思想在處理這類問題時(shí)就很有效。
③掌握坐標(biāo)法
坐標(biāo)法是解析幾何的基本方法,因此要加強(qiáng)坐標(biāo)法的訓(xùn)練。
④對(duì)稱思想
由于圓錐曲線和圓都具有對(duì)稱性質(zhì),可使分散的條件相對(duì)集中,減少一些變量和未知量,簡(jiǎn)化計(jì)算,提高解題速度,促成問題的解決。
⑤參數(shù)思想
參數(shù)思想是辯證思維在數(shù)學(xué)中的反映,一旦引入?yún)?shù),用參數(shù)來劃分運(yùn)動(dòng)變化狀態(tài),利用圓、橢圓、雙曲線上點(diǎn)用參數(shù)方程形式設(shè)立或(x0、y0)即可將參量視為常量,以相對(duì)靜止來控制變化,變與不變的轉(zhuǎn)化,可在解題過程中將其消去,起到“設(shè)而不求”的效果。
⑥轉(zhuǎn)化思想
解決圓錐曲線時(shí)充分注意直角坐標(biāo)與極坐標(biāo)之間有聯(lián)系,直角坐標(biāo)方程與參數(shù)方程,極坐標(biāo)之間聯(lián)系及轉(zhuǎn)化,利用平移得出新系坐標(biāo)與原坐標(biāo)之間轉(zhuǎn)化,可達(dá)到優(yōu)化解題的目的。
除上述常用數(shù)學(xué)思想外,數(shù)形結(jié)合、分類討論、整體思想、構(gòu)造思想也是不可缺少的思想方法,復(fù)習(xí)也應(yīng)給予足夠的重視.
2.復(fù)習(xí)時(shí)要突出“曲線與方程”這一重點(diǎn)內(nèi)容
曲線與方程有兩個(gè)方面:一是求曲線方程,二是由方程研究曲線的性質(zhì).這兩方面的問題在歷年高考中年年出現(xiàn),且常為壓軸題.因此復(fù)習(xí)時(shí)要掌握求曲線方程的思路和方法,即在建立了平面直角坐標(biāo)系后,根據(jù)曲線上點(diǎn)適合的共同條件找出動(dòng)點(diǎn)P(x,y)的縱坐標(biāo)y和橫坐標(biāo)x之間的關(guān)系式,即f(x,y)=0為曲線方程,同時(shí)還要注意曲線上點(diǎn)具有條件,確定x,y的范圍,這就是通常說的函數(shù)法,它是解析幾何的核心,應(yīng)培養(yǎng)善于運(yùn)用坐標(biāo)法解題的能力,求曲線的常用方法有兩類:一類是曲線形狀明確且便于用標(biāo)準(zhǔn)形式,這時(shí)用待定系數(shù)法求其方程;另一類是曲線形狀不明確或不便于用標(biāo)準(zhǔn)形式表示,一般可用直接法、間接代點(diǎn)法、參數(shù)法等求方程。二要引導(dǎo)如何將解析幾何的位置關(guān)系轉(zhuǎn)化的代數(shù)數(shù)量關(guān)系進(jìn)而轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)關(guān)系,由方程研究曲線,特別是圓錐曲線的幾何性質(zhì)問題;癁榈仁浇鉀Q,要加強(qiáng)等價(jià)轉(zhuǎn)化思想的訓(xùn)練。
1.注意圓錐曲線的定義在解題中的應(yīng)用,注意解析幾何所研究的問題背景平面幾何的一些性質(zhì);
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