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1、1.1算法与程序框图1问题的提出有一个农夫带一条狼狗、一只羊和一筐白菜过河。如果没有农夫看管,则狼狗要吃羊,羊要吃白菜。但是船很小,只够农夫带一样东西过河。问农夫该如何解此难题?方法和过程:1、带羊到对岸,返回;2、带菜到对岸,并把羊带回;3、带狼狗到对岸,返回;4、带羊到对岸。2[问题1]请你写出解二元一次方程组的详细求解过程.3解方程第一步,由(1)得第二步,将(3)代入(2)得第三步,解(4)得第四步,将(5)代入(3)得第五步,得到方程组的解得4解方程第一步,第二步,第三步,第四步,第五步,得到方程组的解得5广义地说:为了解决某一问题而采取的方法和步骤,就称之为算法。在数学中,按照
2、一定规则解决某一类问题的明确和有限的步骤,称为算法。现在,算法通常可以编成计算机程序,让计算机执行并解决问题。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.算法的概念:没有软件的支持,计算机只是一堆废铁而已;软件的核心就是算法!6算法的特征一.确定性:每一步必须有确切的定义。二.有效性:原则上必须能够精确的运行。三.有穷性:一个算法必须保证执行有限步后结束算法的优缺点一.缺点:算法一般是机械的,有时需要进行大量重复的计算.二.优点:算法是一种通法,只要按照步骤去做,总能得到结果.7广播操图解是广播操的算法;菜谱是做菜的算法;歌谱是一首歌曲的算法;空调说明书是空调使用的算法等我
3、们身边的算法8算法学的发展随着科学技术的日新月异,算法学也得到了前所未有的发展,现在已经发展到了各个领域.有遗传算法,排序算法,加密算法,蚁群算法等,与生物学,计算机科学等有着很广泛的联系,尤其是在现在的航空航天中,更是有着更广泛的应用.很多复杂的运算都是借助计算机和算法来完成的,在高端科学技术中有着很重要的地位.9应用举例例1.(1)设计一个算法判断7是否为质数.第一步,用2除7,得到余数1.因为余数不为0,所以2不能整除7.第二步,用3除7,得到余数1.因为余数不为0,所以3不能整除7.第三步,用4除7,得到余数3.因为余数不为0,所以4不能整除7.第四步,用5除7,得到余数2.因为余
4、数不为0,所以5不能整除7.第五步,用6除7,得到余数1.因为余数不为0,所以6不能整除7.因此,7是质数.10应用举例例1.(2)设计一个算法判断35是否为质数.第一步,用2除35,得到余数1.因为余数不为0,所以2不能整除35.第二步,用3除35,得到余数2.因为余数不为0,所以3不能整除35.第三步,用4除35,得到余数3.因为余数不为0,所以4不能整除7.第四步,用5除35,得到余数0.因为余数为0,所以5能整除35.因此,35不是质数.11“判断整数n(n>2)是否为质数”的算法步骤如何?第一步,给定一个大于2的整数n;第二步,令i=2;第三步,用i除n,得到余数r;第四步,判断
5、“r=0”是否成立.若是,则n不是质数,结束算法;否则,将i的值增加1,仍用i表示;第五步,判断“i>(n-1)”是否成立,若是,则n是质数,结束算法;否则,返回第三步.12应用举例例2.用二分法设计一个求方程的近似根的算法.13探究解决对于区间[a,b]上连续不断、且f(a)f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地把函数f(x)的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.14解决问题×第四步,若f(a)·f(m)<0,则含零点的区间为[a,m];第一步,令.给定精确度d.第二步,给定区间[a,b],满足f(a)·f(b)<0.第三步,取中
6、间点 .第五步,判断[a,b]的长度是否小于d或者f(m)是否等于0.将新得到的含零点的仍然记为[a,b].否则,含零点的区间为[m,b].若是,则m是方程的近似解;否则,返回第三步.15解决问题abmf(m)d121.50.25111.51.25-0.43750.51.251.51.375-0.1093750.251.3751.51.43750.066406250.1251.3751.43751.40625-0.022460940.06251.406251.43751.4218750.0217285160.031251.406251.4218751.4140625-0.00042
7、7250.0156251.41406251.4218751.417968750.0106353760.00781251.41406251.4179691.416015630.005100250.00390625当d=0.05时评析:实际上,上述步骤就是在求的近似值.16与一般的解决问题的过程比较,算法有以下特征:①设计一个具体问题的算法时,与过去熟悉地解数学题的过程有直接的联系,但这个过程必须被分解成若干个明确的步骤,而