高一数学算法案例探究

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1、[典型例题探究]【例1】我国《算经十书》之一《孙子算经》中有这样一个问题「'今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二.问物几何?答曰:二十三.”你能用程序解决这个问题吗?分析:设物共加个,被3,5,7除所得的商分别为x、y、z,则这个问题相当于求不定方程m=3x+2,

2、MOD3=2ANDmMOD5=3ANDmMOD7=2THENPRINT“物体的个数为:";m戶1ELSEm=m+1ENDIFWENDEND【例2】我国古代数学家张邱建编《张邱建算经》中记有有趣的数学问题:“今有鸡翁一,值钱五;鸡母一,值钱三;鸡雏三,值钱一凡百钱,买鸡百只,问鸡翁、母、雏各几何?”你能用程序解决这个问题吗?分析:设鸡翁、母、雏各X、〉,、£只,则5x+3y+-=100,①“・3x+y+z=100,②rh②,得z=100—x—y,③规律发现这个问题的通用解法称为“孙子剩余定理”或“中国剩余定理”.著名的“韩信点兵问题”即为此例的应用.

3、考虑到加被7除余数为2,故m至少是9,也可以从m=9开始验证.设置戶0,戶1的目的是让循环进行或结束,否则循环无法停下來.此处让f=0时进行循环,时中止循坏.实际上按此法求出来的只是符合条件的最小正整数.这个问题在数学上称为“百鸡问题”.把三元一次方程组转化为二元一次不定方程.从x的最小值开始验证,循环进行.由于7x+4y=100,且x、)€Z,故xW14,)W25.③代入①,得5x+3),+l°°r_y=100,即7x+4)=100.④求方程④的解,可由程序解之.解:x=WHILEx<=14WHILEy<=25IF7*x+4*v=100THEN

4、z=OO~x—yPRINT“鸡翁、母、雏的个数别为:”;x,y,zENDIFy=y+1WENDx=x4-1)=1WENDEND对于多重循环或条件嵌套,要注意每一重都有开头和结尾,程序本身也有一个结尾,不能丢掉任何一个.实际上,该题可以不对方程组进行化简,通过设置多重循环的方式得以实现.由①、②可得x最大值为20,y最大值为33,z最大值为100,且z为3的倍数.程序如下:x=l>f=l日WHILEx<=20WHILE),V=33WHILEz<=100IF5*x+3*y+z/3=100ANDx+)W=100THENPRINT“鸡翁、母、雏的个数分别

5、为:”;兀、y、zENDIFz=z+3WENDv=y+lz=3WENDx=x+)=1WEND用二分法求方程的近似值一般収区间B,刃具有以下特征:f(°)<0,f(b)>0.相应的程序框图是:END【例3】写岀用二分法求方程x3-x-l=0在区间[1,1.5]上的一个解的算法(误差不超过0.001).分析:教材P23练习第1题已研究过求<—2=0的近似根的方法.本例与上述方法类似,只是方程稍微复杂了些.由于/(I)=13-1-1=-1<0,/(1.5)=1.53-1.5-1=0.875>0,所以取[1,1.5]中点上匕=1.25研究,以下同求,一2

6、=0的根的方法.解:a-/?=1.5c=0.001DOx-(d+b)/2/(d)=aa~1f(x)=X3—X—1IFf(x)=0THENPRINT“x=”;xELSEIFf(v)町(x)<0THENb=xELSEENDIFENDIFLOOPUNTILABS(a~b)<=cPRINT“方程的一个近似解x=”;xEND【例4】(1)将101111011(2)转化为十进制的数;(2)将53⑻转化为二进制的数.分析:(1)将各位上的数字与基数的幕的积求和.(2)先转化为十进制的数,再利用除2取余法.解:(1)101111011⑵=1X28+0X27+1X

7、26+1X25+1X24+1X23+0X22+1X2,+l=379.(开始)/输出x/01不同进位制之间的转化是一种通法,必须熟练常握.(2)53(8)=5X0+3=43.注意取余数的顺序:从下向上..•.53(8)=101011<2).【例5】用冒泡排序法将下列各数排成一列:8,6,3,18,21,67,54.并写岀各趟的最后结果及各趟完成交换的次数.注意“一・趟”的意义:每一趟都从头开始,每两个两个地比较,一直到最后一个数.分析:每一趟都从头开始,两个两个地比较,若前者小,则两数位置不变;否则,调整这两个数的位置.解:第一趟的结果是:63818

8、215467完成3次交换.第二趟的结果是:36818215467完成1次交换.第三趟交换次数为0,说明已排好次序,即368

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