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1、
2014年高考一輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)難點(diǎn)精講精析:
9.1基本算法語(yǔ)句與程序框圖
一、算法與程序框圖
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1.算法的特征
(1)概括性:寫出的算法必須能解決某一類問題,并且能夠重復(fù)使用;
(2)邏輯性:算法從它的初始步驟開始,分為若干明確的步驟,前一步是后一步的前提,只有執(zhí)行完前一步才能進(jìn)行后一步,而且每一步都是正確無(wú)誤的,從而組成了一個(gè)有著很強(qiáng)邏輯性的序列;
(3)有窮性:算法有一個(gè)清晰的起始步,終止步時(shí)表示問題得到解答或指出問題沒有解答,所有序列必須在有限個(gè)步驟內(nèi)完成,不能無(wú)停止地執(zhí)行下去;
(4)不唯一性:求解某一問題的算法不一定只有唯一的一個(gè),可以有不同的算法
2、,當(dāng)然這些算法有簡(jiǎn)繁之分、優(yōu)劣之別;
(5)普遍性:很多具體的問題,都可以通過設(shè)計(jì)合理的算法去解決。例如手算法、心算或用算盤、計(jì)算器去計(jì)算都要經(jīng)過有限的、事先設(shè)計(jì)好的步驟加以解決。同樣,工作計(jì)劃、生產(chǎn)流程等都可以認(rèn)為是算法。
注:算法要求“按部就班地做”,每做一步都有唯一的結(jié)果。
2.給出一個(gè)問題,設(shè)計(jì)算法時(shí)應(yīng)注意:
(1)認(rèn)真分析問題,聯(lián)系解決此問題的一般數(shù)學(xué)方法;
(2)綜合考慮此類問題中可能涉及的各種情況;
(3)將解決問題的過程劃分為若干個(gè)步驟;
(4)用簡(jiǎn)練的語(yǔ)言將各個(gè)步驟表示出來(lái)。
※例題解析※
〖例〗寫出找出1至1 000內(nèi)7的倍數(shù)的一個(gè)算法.
解答:算法
3、1:
S1 令A(yù)=0;
S2 將A不斷增加1,每加一次,就將A除以7,若余數(shù)為0,則找
到了一個(gè)7的倍數(shù),將其輸出;
S3 反復(fù)執(zhí)行第二步,直到A=1 000結(jié)束.
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算法2:
S1 令k=1;
S2 輸出k7的值;
S3 將k的值增加1,若k7的值小于1 000,則返回S2,否則結(jié)
束.
算法3:
S1 令x=7;
S2 輸出x的值;
S3 將x的值增加7,若沒有超過1 000,則返回S2,否則結(jié)束.
(二)算法的順序結(jié)構(gòu)和條件結(jié)構(gòu)
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1.順序結(jié)構(gòu)是最簡(jiǎn)單的算法結(jié)構(gòu),語(yǔ)句與語(yǔ)句之間、
4、框與框之間是按從上到下順序進(jìn)行的。程序框圖中一定包含順序結(jié)構(gòu)。
2.解決分段函數(shù)的求值問題時(shí),一般采用條件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)算法。利用條件結(jié)構(gòu)解決算法問題時(shí),要引入判斷框,要根據(jù)題目的要求引入一個(gè)或多個(gè)判斷框。而判斷框內(nèi)的條件不同,對(duì)應(yīng)的下一圖框中的內(nèi)容和操作要相應(yīng)地進(jìn)行變化,故要逐個(gè)分析判斷框內(nèi)的條件。
3.畫程序框圖的規(guī)則
(1)使用標(biāo)準(zhǔn)的框圖符號(hào);
(2)框圖一般按從上到下、從左到右的方向畫;
(3)除判斷框外,大多數(shù)程序框圖中的程序框只有一個(gè)進(jìn)入點(diǎn)和一個(gè)退出點(diǎn),判斷框是具有超過一個(gè)退出點(diǎn)的唯一符號(hào);
(4)在圖形符號(hào)內(nèi)描述的語(yǔ)言要非常簡(jiǎn)練清楚。
注:(1)終端框(起止框)是任何程序
5、框圖不可少的,表明程序開始和結(jié)束。(2)輸入框和輸出框可用在算法中任何需要輸入、輸出的位置。
※例題解析※
〖例〗已知函數(shù),寫出求該函數(shù)的函數(shù)值的算法并畫出程序框圖。
思路解析:分析算法寫出算法選擇合適的邏輯結(jié)構(gòu)畫出程序框圖。
解答:算法如下:
第一步:輸入;
第二步:如果,那么使,
否則;
第三步:輸出。
程序框圖如下:
(三)算法的循環(huán)結(jié)構(gòu)
〖例〗設(shè)計(jì)算法求的值,并畫出程序框圖
思路解析:(1)這是一個(gè)累加求和問題,共99項(xiàng)相加;
(2)設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)變量,一個(gè)累加變量,用循環(huán)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)這一算法。
解答:算法如下:
第一步:令S=0
6、,
第二步:若成立,則執(zhí)行第三步;
否則,輸出S,結(jié)束算法;
第三步:
第四步:,返回第二步。
程序框圖:
方法一:當(dāng)型循環(huán)程序框圖:
方法二:直到型循環(huán)程序框圖:
注:利用循環(huán)結(jié)構(gòu)表示算法,一定要先確定是利用當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu),還是直到型循環(huán)結(jié)構(gòu);第二要選擇準(zhǔn)確的表示累計(jì)的變量;第三要注意在哪一步開始循環(huán)。
(四)算法的實(shí)際應(yīng)用
〖例〗意大利數(shù)學(xué)家菲波拉契,在1202年出版的一書里提出了這樣的一個(gè)問題:一對(duì)兔子飼養(yǎng)到第二個(gè)月進(jìn)入成年,第三個(gè)月生一對(duì)小兔,以后每個(gè)月生一對(duì)小兔,所生小兔能全部存活并且也是第二個(gè)月成年,第三個(gè)月生一對(duì)小兔,以后每月生一
7、對(duì)小兔. 問這樣下去到年底應(yīng)有多少對(duì)兔子? 試畫出解決此問題的程序框圖,并編寫相應(yīng)的程序
解答: 根據(jù)題意可知,第一個(gè)月有對(duì)小兔,第二個(gè)月有對(duì)成年兔子,第三個(gè)月有兩對(duì)兔子,從第三個(gè)月開始,每個(gè)月的兔子對(duì)數(shù)是前面兩個(gè)月兔子對(duì)數(shù)的和,設(shè)第個(gè)月有對(duì)兔子,第個(gè)月有對(duì)兔子,第個(gè)月有對(duì)兔子,則有,一個(gè)月后,即第個(gè)月時(shí),式中變量的新值應(yīng)變第個(gè)月兔子的對(duì)數(shù)(的舊值),變量的新值應(yīng)變?yōu)榈趥€(gè)月兔子的對(duì)數(shù)(的舊值),這樣,用求出變量的新值就是個(gè)月兔子的數(shù),依此類推,可以得到一個(gè)數(shù)序列,數(shù)序列的第項(xiàng)就是年底應(yīng)有兔子對(duì)數(shù),我們可以先確定前兩個(gè)月的兔子對(duì)數(shù)均為,以此為基準(zhǔn),構(gòu)造一個(gè)循環(huán)程序,讓表示“第個(gè)月的從
8、逐次增加,一直變化到,最后一次循環(huán)得到的就是所求結(jié)果. 流程圖和程序如下:
注:(1)實(shí)際生活中很多問題都可以利用框圖的方法處理,而解決實(shí)際問題的方法本身就是對(duì)算法的一個(gè)體現(xiàn)。解決此類問題時(shí),首先要認(rèn)真分析,聯(lián)系解決此類問題的數(shù)學(xué)方法,綜合考慮此類問題中可能涉及的問題,明確選擇合適的算法邏輯結(jié)構(gòu)來(lái)畫出程序框圖。
(2)在算法中,遇到不同形式的選擇問題,需要考慮利用條件結(jié)構(gòu),對(duì)式子呈現(xiàn)一定規(guī)律且計(jì)算項(xiàng)較多時(shí),需要考慮利用循環(huán)結(jié)構(gòu),要注意第一次循環(huán)和最后一次循環(huán)的結(jié)果,以免多算或漏算。
二、基本算法語(yǔ)句
(一)輸入、輸出、賦值語(yǔ)句的應(yīng)用
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1.輸入、
9、輸出、賦值語(yǔ)句是任何一個(gè)算法中必不可少的語(yǔ)句。 一個(gè)語(yǔ)句可以輸出多個(gè)表達(dá)式。在賦值語(yǔ)句中,變量的值始終等于最近一次賦給它的值,先前的值將被替換。
2.一個(gè)賦值語(yǔ)句只給一個(gè)變量賦值,但一個(gè)語(yǔ)句行可以寫出多個(gè)賦值語(yǔ)句。
3.不能利用賦值語(yǔ)句進(jìn)行代數(shù)式的演算(如化簡(jiǎn)、因式分解、解方程等)。
注:輸入語(yǔ)句沒有計(jì)算功能,而輸出語(yǔ)句、賦值語(yǔ)句有計(jì)算功能。
4.在BASIC語(yǔ)言中,常見運(yùn)算符號(hào)的書寫方式
5.BASIC語(yǔ)言中的運(yùn)算規(guī)則
先乘除,后加減;乘冪優(yōu)先于乘除;函數(shù)優(yōu)先于乘冪;同級(jí)運(yùn)算從左向右按順序進(jìn)行;括號(hào)內(nèi)最優(yōu)先。
※例題解析※
〖例〗某企業(yè)為職工計(jì)算工資時(shí)按時(shí)間計(jì),每月的總工
10、資=每月勞動(dòng)時(shí)間每小時(shí)工資,從總工資中扣除15%作為醫(yī)療保險(xiǎn)金,再以總工資的5‰作為獎(jiǎng)金,要求輸入勞動(dòng)時(shí)間和每小時(shí)工資數(shù),輸出每位職工應(yīng)發(fā)工資。設(shè)計(jì)算法并畫出程序框圖,寫出程序。
思路解析:(1)設(shè)出每小時(shí)工資,每月勞動(dòng)時(shí)間,每月總工資,先求出每月總工資,再求應(yīng)發(fā)工資;
(2)在程序編寫中賦值語(yǔ)句是其中關(guān)鍵的基本語(yǔ)句。
解答:算法分析:
第一步:輸入月勞動(dòng)時(shí)間和每小時(shí)工資;
第二步:求每月總工資=每月勞動(dòng)時(shí)間每小時(shí)工資;
第三步:求應(yīng)發(fā)工資=每月總工資(1-15%)+5‰;
第四步:輸出應(yīng)發(fā)工資
程序框圖:
程序:
(二)條件語(yǔ)句的應(yīng)用
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1
11、.條件語(yǔ)句一般用在需要對(duì)條件進(jìn)行判斷的算法設(shè)計(jì)中,求分段函數(shù)的函數(shù)值往往用條件語(yǔ)句編寫程序。
2.條件語(yǔ)句可以嵌套,即條件語(yǔ)句的THEN或ELSE后面還可以跟條件語(yǔ)句,其一般形式是:
對(duì)應(yīng)的程序框圖為:
3.條件語(yǔ)句常用運(yùn)算符
注:條件語(yǔ)句必須以IF語(yǔ)句開始,以END IF語(yǔ)句結(jié)束,一個(gè)IF語(yǔ)句必須和一個(gè)END IF對(duì)應(yīng),尤其對(duì)條件語(yǔ)句的嵌套編程時(shí),不要漏掉END IF。
※例題解析※
〖例〗如圖,已知底角為450的等腰梯形ABCD,底邊BC長(zhǎng)為7cm,腰長(zhǎng)為cm,當(dāng)一條垂直于底邊BC(垂足為F)的直線從B點(diǎn)開始由左至右移動(dòng)(與梯形ABCD有公共點(diǎn))時(shí),直線把梯
12、形分成兩部分,令BF=x(0≤x≤7),左邊部分的面積為,求與x之間的函數(shù)關(guān)系式,并畫出程序框圖,寫出程序。
思路解析:分析題意求出所有數(shù)據(jù)求三角形面積求梯形面積得解析式畫出框圖寫出程序。
解答:過點(diǎn)A、D分別作AG⊥BC,DH⊥BC,垂足分別是G、H?!逜BCD是等腰梯形,底角是450,AB=cm,∴BG=AG=DH=HC=2cm。又BC=7cm,∴AD=GH=3cm,
所以
程序框圖如圖
]
程序一:
程序二:
(三)循環(huán)語(yǔ)句的應(yīng)用
〖例〗2008年9月發(fā)生了“三鹿奶粉污染”事件,主要是在一些企業(yè)生產(chǎn)的奶制品中檢測(cè)出三聚氰胺,三聚氰胺是一種有毒的化
13、工原料,俗稱“假蛋白”。蛋白質(zhì)主要由氨基酸組成,蛋白質(zhì)平均含氮量16%左右,而三聚氰胺的含氮量為66%左右,不法分子往往在奶制品中加三聚氰胺主要是因?yàn)樗苊俺涞鞍踪|(zhì)。2008年9月16晶國(guó)家質(zhì)檢總局公布了22家企業(yè)生產(chǎn)的嬰幼兒配方奶粉中含有三聚氰胺,其中最高含量為2563mg/kg,最低含量為0.09mg/kg.設(shè)計(jì)一個(gè)求含量高于20 mg/kg的嬰幼兒配方奶粉的平均含量的程序框圖,并寫出程序。
思路解析:(1)由于涉及到22家企業(yè),因此使用循環(huán)結(jié)構(gòu)來(lái)控制企業(yè)數(shù);
(2)用條件結(jié)構(gòu)來(lái)判斷含量是否高于20,同時(shí)統(tǒng)計(jì)高于20mg/kg的總和與企業(yè)數(shù)。
解答:程序框圖:
程序:
注:(1)在解決實(shí)際問題時(shí),要正確理解其中的算法思想,根據(jù)題目寫出其關(guān)系式,再寫出相應(yīng)的算法。在循環(huán)語(yǔ)句中,也可以嵌套條件語(yǔ)句,甚至是循環(huán)語(yǔ)句,此時(shí)需要注意嵌套這些語(yǔ)句需要保證語(yǔ)句的完整性,否則就會(huì)造成程序無(wú)法執(zhí)行。
(2)涉及到利用循環(huán)結(jié)構(gòu)或循環(huán)語(yǔ)句解決的問題都可利用兩種形式去解決,在用WHILE語(yǔ)句和UNTIL語(yǔ)句編寫程序時(shí),一定要注意它們的格式及條件的表示方法。
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