高中數(shù)學(xué)必修三-算法的概念(教學(xué)案)公開(kāi)課教案課件課時(shí)訓(xùn)練練習(xí)教案課件

PAGE1.1.1算法的概念【教學(xué)目標(biāo)】1.了解算法的含義，體會(huì)算法的思想。2.能夠用自然語(yǔ)言敘述算法。3.掌握正確的算法應(yīng)滿(mǎn)足的要求?！局攸c(diǎn)與難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)：算法的含義、解二元一次方程組和判斷一個(gè)數(shù)為質(zhì)數(shù)的算法設(shè)計(jì)。教學(xué)難點(diǎn)：把自然語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為算法語(yǔ)言?！窘虒W(xué)過(guò)程】1.情境導(dǎo)入：算法作為一個(gè)名詞，在中學(xué)教科書(shū)中并沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)，我們?cè)诨A(chǔ)教育階段還沒(méi)有接觸算法概念。但是我們卻從小學(xué)就開(kāi)始接觸算法，熟悉許多問(wèn)題的算法。如，做四則運(yùn)算要先乘除后加減，從里往外脫括弧，豎式筆算等都是算法，至于乘法口訣、珠算口訣更是算法的具體體現(xiàn)。我們知道解一元二次方程的算法，求解一元一次不等式、一元二次不等式的算法，解線(xiàn)性方程組的算法，求兩個(gè)數(shù)的最大公因數(shù)的算法等。因此，算法其實(shí)是重要的數(shù)學(xué)對(duì)象。2.探索研究算法(algorithm)一詞源于算術(shù)(algorism)，即算術(shù)方法，是指一個(gè)由已知推求未知的運(yùn)算過(guò)程。后來(lái)，人們把它推廣到一般，把進(jìn)行某一工作的方法和步驟稱(chēng)為算法。廣義地說(shuō)，算法就是做某一件事的步驟或程序。菜譜是做菜肴的算法，洗衣機(jī)的使用說(shuō)明書(shū)是操作洗衣機(jī)的算法，歌譜是一首歌曲的算法。在數(shù)學(xué)中，主要研究計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)的算法，即按照某種機(jī)械程序步驟一定可以得到結(jié)果的解決問(wèn)題的程序。比如解方程的算法、函數(shù)求值的算法、作圖的算法，等等。3.例題分析例1.任意給定一個(gè)大于1的整數(shù)n，試設(shè)計(jì)一個(gè)程序或步驟對(duì)n是否為質(zhì)數(shù)做出判定。解析：根據(jù)質(zhì)數(shù)的定義判斷解：算法如下：第一步：判斷n是否等于2，若n=2，則n是質(zhì)數(shù)；若n>2，則執(zhí)行第二步。第二步：依次從2至（n-1）檢驗(yàn)是不是n的因數(shù)，即整除n的數(shù)，若有這樣的數(shù)，則n不是質(zhì)數(shù)；若沒(méi)有這樣的數(shù)，則n是質(zhì)數(shù)。這是判斷一個(gè)大于1的整數(shù)n是否為質(zhì)數(shù)的最基本算法。點(diǎn)評(píng)：通過(guò)例1明確算法具有兩個(gè)主要特點(diǎn)：有限性和確定性。變式訓(xùn)練1：一個(gè)人帶三只狼和三只羚羊過(guò)河，只有一條船，同船可以容納一個(gè)人和兩只動(dòng)物．沒(méi)有人在的時(shí)候，如果狼的數(shù)量不少于羚羊的數(shù)量，狼就會(huì)吃掉羚羊．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)過(guò)河的算法。解：算法或步驟如下：S1人帶兩只狼過(guò)河；S2人自己返回；S3人帶一只羚羊過(guò)河；S4人帶兩只狼返回；S5人帶兩只羚羊過(guò)河；S6人自己返回；S7人帶兩只狼過(guò)河；S8人自己返回；S9人帶一只狼過(guò)河．例2給出求解方程組的一個(gè)算法．解析：解線(xiàn)性方程組的常用方法是加減消元法和代入消元法，這兩種方法沒(méi)有本質(zhì)的差別，為了適用于解一般的線(xiàn)性方程組，以便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，我們用高斯消元法（即先將方程組化為一個(gè)三角形方程組，在通過(guò)回代過(guò)程求出方程組的解）解線(xiàn)性方程組．解：用消元法解這個(gè)方程組，步驟是：第一步：方程①不動(dòng)，將方程②中的系數(shù)除以方程①中的系數(shù)，得到乘數(shù)；第二步：方程②減去乘以方程①，消去方程②中的項(xiàng)，得到；第三步：將上面的方程組自下而上回代求解，得到，．所以原方程組的解為．點(diǎn)評(píng)：通過(guò)例2再次明確算法特點(diǎn)：有限性和確定性變式訓(xùn)練2：寫(xiě)出求過(guò)兩點(diǎn)M(-2,-1)、N(2,3)的直線(xiàn)與坐標(biāo)軸圍成面積的一個(gè)算法。解：算法：第一步：取x1=-2，y1=-1，x2=2，y2=3；第二步：計(jì)算；第三步：在第二步結(jié)果中令x=0得到y(tǒng)的值m，得直線(xiàn)與y軸交點(diǎn)(0,m)；第四步：在第二步結(jié)果中令y=0得到x的值n，得直線(xiàn)與x軸交點(diǎn)(n,0)；第五步：計(jì)算S=；第六步：輸出運(yùn)算結(jié)果例3用二分法設(shè)計(jì)一個(gè)求解方程x2–2=0的近似根的算法。算法分析：回顧二分法解方程的過(guò)程，并假設(shè)所求近似根與準(zhǔn)確解的差的絕對(duì)值不超過(guò)0.005，則不難設(shè)計(jì)出以下步驟：第一步：令f(x)=x2–2。因?yàn)閒(1)<0，f(2)>0，所以設(shè)x1=1，x2=2。第二步：令m=(x1+x2)/2，判斷f(m)是否為0，若則，則m為所長(zhǎng)；若否，則繼續(xù)判斷f(x1)·f(m)大于0還是小于0。第三步：若f(x1)·f(m)>0，則令x1=m；否則，令x2=m。第四步：判斷|x1–x2|<0.005是否成立？若是，則x1、x2之間的任意取值均為滿(mǎn)足條件的近似根；若否，則返回第二點(diǎn)評(píng)：滲透循環(huán)的思想，為后面教學(xué)做鋪墊。變式訓(xùn)練3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運(yùn)用公式直接計(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用循環(huán)方法求和．第一步：使，；第二步：使；第三步：使；第四步：使；第五步：如果，則返回第三步，否則輸出．點(diǎn)評(píng)：一個(gè)問(wèn)題的算法可能不唯一．4．回顧小結(jié)1．算法的概念：對(duì)一類(lèi)問(wèn)題的機(jī)械的、統(tǒng)一的求解方法．算法是由基本運(yùn)算及規(guī)定的運(yùn)算順序所構(gòu)成的完整的解題步驟，或者是按照要求設(shè)計(jì)好的有限的計(jì)算序列，并且這樣的步驟或序列能解決一類(lèi)問(wèn)題．2．算法的重要特征：（1）有限性：一個(gè)算法在執(zhí)行有限步后必須結(jié)束；（2）確定性：算法的每一個(gè)步驟和次序必須是確定的；（3）輸入：一個(gè)算法有0個(gè)或多個(gè)輸入，以刻劃運(yùn)算對(duì)象的初始條件．所謂0個(gè)輸入是指算法本身定出了初始條件．（4）輸出：一個(gè)算法有1個(gè)或多個(gè)輸出，以反映對(duì)輸入數(shù)據(jù)加工后的結(jié)果．沒(méi)有輸出的算法是毫無(wú)意義的．5．課后作業(yè)寫(xiě)出求的一個(gè)算法解：第一步：使，；第二步：使；第三步：使；第四步：使；第五步：使；第六步：如果，則返回第三步，否則輸出．

1.1.1.算法的概念課前預(yù)習(xí)學(xué)案一、預(yù)習(xí)目標(biāo)：了解算法的含義，體會(huì)算法的思想。二、預(yù)習(xí)內(nèi)容：1.算法的概念及其特點(diǎn)2.判斷一個(gè)數(shù)為質(zhì)數(shù)的算法設(shè)計(jì)三、提出疑惑：如何快速準(zhǔn)確的寫(xiě)出一個(gè)問(wèn)題的算法？課內(nèi)探究學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解算法的含義，體會(huì)算法的思想；2.能夠用自然語(yǔ)言敘述算法；3.知道算法應(yīng)滿(mǎn)足的要求。二、學(xué)習(xí)重點(diǎn)：算法的含義、判斷一個(gè)數(shù)為質(zhì)數(shù)的算法設(shè)計(jì)。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：把自然語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為算法語(yǔ)言。三、學(xué)習(xí)過(guò)程：（一）、自主學(xué)習(xí)：1．算法的概念2．算法的重要特征：（二）、例題分析：例1.任意給定一個(gè)大于1的整數(shù)n，試設(shè)計(jì)一個(gè)程序或步驟對(duì)n是否為質(zhì)數(shù)做出判定變式訓(xùn)練1：一個(gè)人帶三只狼和三只羚羊過(guò)河，只有一條船，同船可以容納一個(gè)人和兩只動(dòng)物．沒(méi)有人在的時(shí)候，如果狼的數(shù)量不少于羚羊的數(shù)量，狼就會(huì)吃掉羚羊．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)過(guò)河的算法。例2給出求解方程組的一個(gè)算法．變式訓(xùn)練2：寫(xiě)出求過(guò)兩點(diǎn)M(-2,-1)、N(2,3)的直線(xiàn)與坐標(biāo)軸圍成面積的一個(gè)算法。例3用二分法設(shè)計(jì)一個(gè)求解方程x2–2=0的近似根的算法。變式訓(xùn)練3給出求1+2+3+4+5的一個(gè)算法（三）、回顧小結(jié)：（1）算法的概念（2）算法的重要特征（四）、當(dāng)堂檢測(cè)：寫(xiě)出求的一個(gè)算法解：第一步：使，；第二步：使；第三步：使；第四步：使；第五步：使；第六步：如果，則返回第三步，否則輸出．課后練習(xí)與提高：1.下列關(guān)于算法的說(shuō)法中，正確的是（

）.A．算法就是某個(gè)問(wèn)題的解題過(guò)程B．算法執(zhí)行后可以不產(chǎn)生確定的結(jié)果C．解決某類(lèi)問(wèn)題的算法不是惟一的D．算法可以無(wú)限地操作下去不停止2.有一堆形狀大小相同的珠子，其中只有一粒質(zhì)量比其他的輕，某同學(xué)利用科學(xué)的算法，兩次利用天平找出這粒最輕的珠子，則這堆珠子最多有多少粒（）A.4B.5C.7D.93下列各式中的S值不可以用算法求解的是（）A.S=1+2+3+4B.S=1+2+3+4+….C.S=D.S=1+2+3+4+…+1004.已知一個(gè)學(xué)生的語(yǔ)文成績(jī)?yōu)?9，數(shù)學(xué)成績(jī)?yōu)?6，外語(yǔ)成績(jī)?yōu)?9。求它的總分和平均分的一個(gè)算法為：第一步：取A=89，B=99;第二步：第三步：第四步：輸出計(jì)算結(jié)果。5.寫(xiě)出解方程2x+3=0的算法。第一步：第二步：第三步：6.給出一個(gè)判斷點(diǎn)P是否在直線(xiàn)y=x-1上的一個(gè)算法。下課啦，咱們來(lái)聽(tīng)個(gè)小故事吧:活動(dòng)目的：教育學(xué)生懂得“水”這一寶貴資源對(duì)于我們來(lái)說(shuō)是極為珍貴的，每個(gè)人都要保護(hù)它，做到節(jié)約每一滴水，造福子孫萬(wàn)代。

活動(dòng)過(guò)程：

1.主持人上場(chǎng)，神秘地說(shuō)：“我讓大家猜個(gè)謎語(yǔ)，你們?cè)敢鈫幔俊贝蠹一卮穑骸霸敢?！?/p>

主持人口述謎語(yǔ)：

“雙手抓不起，一刀劈不開(kāi)，

煮飯和洗衣，都要請(qǐng)它來(lái)?！?/p>

主持人問(wèn)：“誰(shuí)知道這是什么？”生答：“水！”

一生戴上水的頭飾上場(chǎng)說(shuō)：“我就是同學(xué)們猜到的水。聽(tīng)大家說(shuō)，我的用處可大了，是真的嗎？”

主持人：我宣布：“水”是萬(wàn)物之源主題班會(huì)現(xiàn)在開(kāi)始。

水說(shuō)：“同學(xué)們，你們知道我有多重要嗎？”齊答：“知道?！?/p>

甲：如果沒(méi)有水，我們?nèi)祟?lèi)就無(wú)法生存。

小熊說(shuō)：我們動(dòng)物可喜歡你了，沒(méi)有水我們會(huì)死掉的。

花說(shuō)：我們花草樹(shù)木更喜歡和你做朋友，沒(méi)有水，我們?cè)缇涂菟懒?，就不能為美化環(huán)境做貢獻(xiàn)了。

主持人：下面請(qǐng)聽(tīng)快板《水的用處真叫大》

竹板一敲來(lái)說(shuō)話(huà)，水的用處真叫大；

洗衣服，洗碗筷，洗臉洗手又洗腳，

煮飯洗菜又沏茶，生活處處離不開(kāi)它。

栽小樹(shù)，種莊稼，農(nóng)民伯伯把它夸；

魚(yú)兒河馬大對(duì)蝦，日日夜夜不離它；

采煤發(fā)電要靠它，京城美化更要它。

主持人：同學(xué)們，聽(tīng)完了這個(gè)快板，你們說(shuō)水的用處大不大？

甲說(shuō)：看了他們的快板表演，我知道日常生活種離不了水。

乙說(shuō)：看了表演后，我知道水對(duì)莊稼、植物是非常重要的。

丙說(shuō)：我還知道水對(duì)美化城市起很大作用。

2.主持人：水有這么多用處，你們?cè)撛鯓幼瞿兀?/p>

（1）（生）：我要節(jié)約用水，保護(hù)水源。

（2）（生）：我以前把水壺剩的水隨便就到掉很不對(duì)，以后我一定把喝剩下的水倒在盆里洗手用。

（3）（生）：前幾天，我看到了學(xué)校電視里轉(zhuǎn)播的“水日談水”的節(jié)目，很受教育，同學(xué)們看得可認(rèn)真了，知道了我們北京是個(gè)缺水城市，我們?cè)俨荒芾速M(fèi)水了。

（4）（生）：我要用洗腳水沖廁所。

3.主持人：大家談得都很好，下面誰(shuí)想出題考考大家，答對(duì)了請(qǐng)給點(diǎn)掌聲。

（1）（生）：小明讓爸爸刷車(chē)時(shí)把水龍頭開(kāi)小點(diǎn)，請(qǐng)回答對(duì)不對(duì)。

（2）（生）：小蘭告訴奶奶把洗菜水別到掉，留沖廁所用。

（3）一生跑上說(shuō)：主持人請(qǐng)把手機(jī)借我用用好嗎？我想現(xiàn)在就給姥姥打個(gè)電話(huà)，告訴她做飯時(shí)別把淘米水到掉了，用它沖廁所或澆花用。（電話(huà)內(nèi)容略寫(xiě)）

（4）一生說(shuō)：主持人我們想給大家表演一個(gè)小品行嗎？

主持人：可以，大家歡迎！請(qǐng)看小品《這又不是我家的》

大概意思是：學(xué)校男廁所便池堵了，水龍頭又大開(kāi)，水流滿(mǎn)地。學(xué)生甲乙丙三人分別上廁所，看見(jiàn)后又皺眉又罵，但都沒(méi)有關(guān)水管，嘴里還念念有詞，又說(shuō)：“反正不是我家的。”

旁白：“那又是誰(shuí)家的呢？”

主持人：看完這個(gè)小品，你們有什么想法嗎？誰(shuí)愿意給大家說(shuō)說(shuō)？

甲：剛才三個(gè)同學(xué)太自私了，公家的水也是大家的，流掉了多可惜，應(yīng)該把水龍頭關(guān)上。

乙：上次我去廁所看見(jiàn)水龍頭沒(méi)關(guān)就主動(dòng)關(guān)上了。

主持人：我們給他鼓鼓掌，今后你們發(fā)現(xiàn)水龍頭沒(méi)關(guān)會(huì)怎樣做呢？

齊：主動(dòng)關(guān)好。

小記者：同學(xué)們，你們好！我想打擾一下，聽(tīng)說(shuō)你們正在開(kāi)班會(huì)，我想采訪(fǎng)一下，行嗎？

主持人：可以。

小記者：這位同學(xué)，你好！通過(guò)參加今天的班會(huì)你有什么想法，請(qǐng)談?wù)労脝幔?/p>

答：我要做節(jié)水的主人，不浪費(fèi)一滴水。

小記者：請(qǐng)這位同學(xué)談?wù)労脝幔?/p>

答：今天參加班會(huì)我知道了節(jié)約每一滴水要從我們每個(gè)人做起。我想把每個(gè)廁所都貼上“節(jié)約用水”的字條，這樣就可以提醒同學(xué)們節(jié)約用水了。

小記者：你們談得很好，我的收獲也很大。我還有新任務(wù)先走了，同學(xué)們?cè)僖?jiàn)！

水跑上來(lái)說(shuō)：同學(xué)們，今天我很高興，我“水伯伯”今天很開(kāi)心，你們知道了有了我就有了生命的源泉，請(qǐng)你們今后一定節(jié)約用水呀！讓人類(lèi)和動(dòng)物、植物共存，迎接美好的明天！

主持人：你們還有發(fā)言的嗎？

答：有。

生：我代表人們謝謝你，水伯伯，節(jié)約用水就等于保護(hù)我們?nèi)祟?lèi)自己。

動(dòng)物：小熊上場(chǎng)說(shuō)：我代表動(dòng)物家族謝謝你了，我們也會(huì)保護(hù)你的！

花草樹(shù)木跑上場(chǎng)說(shuō)：我們也不會(huì)忘記你的貢獻(xiàn)！

水伯伯：（手舞足蹈地跳起了舞蹈）……同學(xué)們的笑聲不斷。

主持人：水伯伯，您這是干什么呢？

水伯伯：因?yàn)槲姨吲d了，今后還請(qǐng)你們多關(guān)照我呀！

主持人：水伯伯，請(qǐng)放心，今后我們一定會(huì)做得更好！再見(jiàn)！

4.主持人：大家歡迎老師講話(huà)！

同學(xué)們，今天我們召開(kāi)的班會(huì)非常生動(dòng)，非常有意義。水是生命之源，無(wú)比珍貴，愿同學(xué)們能加倍珍惜它，做到節(jié)約一滴水，造福子孫后代。

5.主持人宣布：“水”是萬(wàn)物之源主題班會(huì)到此結(jié)束。

6.活動(dòng)效果：

此次活動(dòng)使學(xué)生明白了節(jié)約用水的道理，浪費(fèi)水的現(xiàn)象減少了，宣傳節(jié)約用水的人增多了，人人爭(zhēng)做節(jié)水小標(biāo)兵

活動(dòng)目的：教育學(xué)生懂得“水”這一寶貴資源對(duì)于我們來(lái)說(shuō)是極為珍貴的，每個(gè)人都要保護(hù)它，做到節(jié)約每一滴水，造福子孫萬(wàn)代。

活動(dòng)過(guò)程：

1.主持人上場(chǎng)，神秘地說(shuō)：“我讓大家猜個(gè)謎語(yǔ)，你們?cè)敢鈫?？”大家回答：“愿意！?/p>

主持人口述謎語(yǔ)：

“雙手抓不起，一刀劈不開(kāi)，

煮飯和洗衣，都要請(qǐng)它來(lái)?！?/p>

主持人問(wèn)：“誰(shuí)知道這是什么？”生答：“水！”

一生戴上水的頭飾上場(chǎng)說(shuō)：“我就是同學(xué)們猜到的水。聽(tīng)大家說(shuō)，我的用處可大了，是真的嗎？”

主持人：我宣布：“水”是萬(wàn)物之源主題班會(huì)現(xiàn)在開(kāi)始。

水說(shuō)：“同學(xué)們，你們知道我有多重要嗎？”齊答：“知道?！?/p>

甲：如果沒(méi)有水，我們?nèi)祟?lèi)就無(wú)法生存。

小熊說(shuō)：我們動(dòng)物可喜歡你了，沒(méi)有水我們會(huì)死掉的。

花說(shuō)：我們花草樹(shù)木更喜歡和你做朋友，沒(méi)有水，我們?cè)缇涂菟懒耍筒荒転槊阑h(huán)境做貢獻(xiàn)了。

主持人：下面請(qǐng)聽(tīng)快板《水的用處真叫大》

竹板一敲來(lái)說(shuō)話(huà)，水的用處真叫大；

洗衣服，洗碗筷，洗臉洗手又洗腳，

煮飯洗菜又沏茶，生活處處離不開(kāi)它。

栽小樹(shù)，種莊稼，農(nóng)民伯伯把它夸；

魚(yú)兒河馬大對(duì)蝦，日日夜夜不離它；

采煤發(fā)電要靠它，京城美化更要它。

主持