浙教版-信息技術-必修1-31-用計算機編程解決問題的一般過程-課件(教學課件)

第3章算法的程序?qū)崿F(xiàn)浙教版信息技術（高中）必修1

數(shù)據(jù)與計算3.1用計算機編程解決問題的一般過程

第3章算法的程序?qū)崿F(xiàn)浙教版信息技術（高中）必修1數(shù)據(jù)與學習目標123了解計算機編程解決問題的一般過程。

掌握python語言的基本知識，體驗程

序設計的基本流程。

能用程序?qū)崿F(xiàn)簡單算法，掌握程序調(diào)試

與運行的方法，感受算法的效率。學習目標123了解計算機編程解決問題的一般過程。12重點難點重點：利用計算機編程解決問題的一般過程。難點：抽象與建模。12重點難點重點：利用計算機編程解決問題的一般過程。課堂導入

計算機已成為人們解決問題的重要工具。例如，用Word解決文字處理的問題，用Excel解決一般的數(shù)據(jù)計算、統(tǒng)計的問題等。但由于現(xiàn)實問題的多樣性，并不是所有的問題都可以用現(xiàn)成的計算機程序來解決。因此，針對這些問題，需要通過抽象與建模、設計算法、編寫計算機程序來解決。下面以編寫計算機程序繪制一個正多邊形為例，了解用計算機編程解決實際問題的一般過程。課堂導入計算機已成為人們解決問題的重要1、抽象與建模正多邊形的各邊邊長相等，各內(nèi)角度數(shù)也相等。因此，繪制一個正多邊形，可以通過“畫一條邊，旋轉一定角度后再畫一條邊”的重復操作來完成。例如，圖3.1.1呈現(xiàn)的是繪制一個正六邊形的過程。

圖3.1.1繪制正六邊形的過程1、抽象與建模正多邊形的各邊邊長相等，各內(nèi)角度繪制正多邊形，除了要知道它的邊數(shù)n和邊長a,關鍵是要計算出每次旋轉的角度。因此，解決這個問題的計算模型可以表示如下：

假設正多邊形的邊數(shù)為n,邊長為a。則內(nèi)角度數(shù)d的值為：d=(n-2)x180+n。每次旋轉的角度為：180-d。繪制正多邊形，除了要知道它的邊數(shù)n和邊長a,關鍵是要計算出2、設計算法基于問題的抽象與建模，繪制一個正多邊形的算法可以做如下描述：①輸人要繪制的正多邊形的邊數(shù)n和邊長a。②計算正多邊形的每個內(nèi)角度數(shù)d,其中d=(n-2)x180÷n。③將以下過程重復執(zhí)行n遍：畫一條長度為a的線段，再將畫筆方向向左（逆時針）旋轉（180-d)度。2、設計算法基于問題的抽象與建模，繪制一個正多邊形的算法可3、編寫程序要讓計算機按照預先設計的算法進行處理，需要將該算法用計算機程序設計語言描述，形成計算機程序。繪制正多邊形的算法用Python語言描述如下：importturtlen=int(input("請輸入正多邊形的邊數(shù)n:”）)a=int(input("請輸入邊長a:”）)d=(n-2)*180/nt=turtle.Pen()foriinrange(n):＃重復執(zhí)行n遍

t.forward(a)＃向前繪制長度為a的線段t.left(180-d)＃向左旋轉（180-d)度3、編寫程序要讓計算機按照預先設計的算法進行處程序運行截圖：程序運行截圖：4、調(diào)試運行程序通過運行程序，計算機會自動執(zhí)行程序中的命令。但是，在將算法進行程序?qū)崿F(xiàn)時，可能會因為錄入錯誤、語法錯誤、邏輯錯誤等原因，導致程序不能正常運行或輸出錯誤的結果。此時，需要對程序進行調(diào)試，以便發(fā)現(xiàn)錯誤并進行修正。例如、字母大小寫的疏忽可能直接決定程序能否正常運行，程序中參數(shù)的調(diào)整可能影響輸出圖形的形狀。4、調(diào)試運行程序通過運行程序，計算機會自動執(zhí)行問題與討論：在用計算機編程解決問題的過程中，算法與程序兩者之間的關系如何？問題與討論：在用計算機編程解決問題的過程中，算法與程序兩者之算法程序是指以某些程序設計語言編寫。

程序員很熟練的掌握了程序設計語言的語法，并基于算法進行程序設計。算法是指解題方案描述，是一系列解決問題的指令，算法代表著用系統(tǒng)的方法描述解決問題的策略機制。

算法是程序的核心內(nèi)容，一個需要實現(xiàn)特定功能的程序，實現(xiàn)它的算法可以有多種，算法的優(yōu)劣決定著程序的好壞。程序算法程序是指以某些程序設計語言編寫。

思考與練習：1.請描述用計算機編程驗證“哥德巴赫猜想”的一般過程。思考與練習：1.請描述用計算機編程驗證“哥德巴赫猜想”的一第一步設一上限數(shù)M,驗證從4到M的所有偶數(shù)是否能被分解為兩個素數(shù)之和。

1.、定義一個變量X,初值為4.

2.每次令其加2，

并驗證X能否被分解為兩個素數(shù)之和，直到X不小于M為止。第二步如何驗證X是否能被分解為兩個素數(shù)之和。1.從P=2開始；2.判別X-P是否仍為素數(shù)：3.若是，打印該偶數(shù)的分解式。4.否則，換更大的素數(shù)，再繼續(xù)執(zhí)行2.如此循環(huán)，直到用于檢測的素數(shù)大X/2且X與其之差仍不是素數(shù)，則打印“哥德巴赫猜想”不成立。第三步生成下一個素數(shù)。（1)當前素數(shù)P加1（2)判別P是否是素數(shù)；（3)若是素數(shù)，返回P;（4)否則，P加1,繼續(xù)執(zhí)行（2)本參考答案來自網(wǎng)絡，僅供參考。第一步設一上限數(shù)M,驗證從4到M的所有偶數(shù)是否能被分拓展：哥德巴赫猜想是什么?

世界近代三大數(shù)學難題之一。哥德巴赫是德國一位中學教師，也是一位數(shù)學家，生于1690年，1725年當選為俄國彼得堡科學院院士。1742年，哥德巴赫在教學中發(fā)現(xiàn)，每個不小于6的偶數(shù)都是兩個素數(shù)(只能被和它本身整除的數(shù))之和。如6＝3+3，12＝5+7等。

公元1742年6月7日哥德巴赫(Goldbach)寫信給大數(shù)學家歐拉(Euler)，提出了以下的猜想:

(a)任何一個>=6之偶數(shù)，都可以表示成兩個奇質(zhì)數(shù)之和。

(b)任何一個>=9之奇數(shù)，都可以表示成三個奇質(zhì)數(shù)之和。

這就是著名的哥德巴赫猜想。

歐拉在給他的回信中說，他相信這個猜想是正確的，但他不能證明。敘述如此簡單的問題，連歐拉這樣首屈一指的數(shù)學家都不能證明，這個猜想便引起了許多數(shù)學家的注意。從提出這個猜想至今，許多數(shù)學家都不斷努力想攻克它，但都沒有成功。

當然曾經(jīng)有人作了些具體的驗證工作，例如:6=3+3,8=3+5,10=5+5=3+7,12=5+7,14=7+7=3+11,16=5+11,18=5+13,等等。有人對33×108以內(nèi)且大過6之偶數(shù)一一進行驗算，哥德巴赫猜想(a)都成立。但嚴格的數(shù)學證明尚待數(shù)學家的努力。

到了20世紀20年代，才有人開始向它靠近。1920年、挪威數(shù)學家布爵用一種古老的篩選法證明，得出了一個結論：每一個比大的偶數(shù)都可以表示為(99)。這種縮小包圍圈的辦法很管用，科學家們于是從(9十9)開始，逐步減少每個數(shù)里所含質(zhì)數(shù)因子的個數(shù)，直到最后使每個數(shù)里都是一個質(zhì)數(shù)為止，這樣就證明了“哥德巴赫”。