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文檔簡(jiǎn)介
1.1.1算法的概念(兩個(gè)課時(shí))
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
然語言敘述算法。⑶掌握正確的算法應(yīng)滿足的要求。⑷會(huì)寫
出解線性方程(組)的算法。⑸會(huì)寫出一個(gè)求有限整數(shù)序列中
的最大值的算法。
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):把自然語言轉(zhuǎn)化為算法語言。.
學(xué)法:1.寫出的算法,必須能解決一類問題(如:判斷一個(gè)整
數(shù)n(n>l)是否為質(zhì)數(shù);求任意一個(gè)方程的近似解;……),并
且能夠重復(fù)使用。2.要使算法盡量簡(jiǎn)單、步驟盡量少。3.要保
證算法正確,且計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行,如:讓計(jì)算機(jī)計(jì)算1X2X3
X4X5是可以做到的,但讓計(jì)算機(jī)去執(zhí)行“倒一杯水”“替
我理發(fā)”等則是做不到的。
教學(xué)過程
一、章頭圖體現(xiàn)了中國(guó)古代數(shù)學(xué)與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)的聯(lián)系,它
們的基礎(chǔ)都是“算法”。
算法作為一個(gè)名詞,在中學(xué)教科書中并沒有出現(xiàn)過,我們?cè)诨?/p>
砧教育階段還沒有接觸算法概念。但是我們卻從小學(xué)就開始接
觸算法,熟悉許多問題的算法。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)。廣義地說,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)的使用說明書
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)果的解決問題的程序。(古代的計(jì)算工具:算籌與算
盤.20世紀(jì)最偉大的發(fā)明:計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)是強(qiáng)大的實(shí)現(xiàn)各種
算法的工具。)
例1:解二元一次方程組:
分析:解二元一次方程組的主要思想是消元的思想,有代入消
元和加減消元兩種消元的方法,下面用加減消元法寫出它的求
解過程.
解:第一步:②-①X2,得:5y=3;③
第二步:解③得;第三步:將代入①,得
*
學(xué)生探究:對(duì)于一般的二元一次方程組來說,上述步驟應(yīng)該
怎樣進(jìn)一步完善?
老師評(píng)析:本題的算法是由加減消元法求解的,這個(gè)算法也
適合一般的二元一次方程組的解法。下面寫出求方程組的解的
算法:
例2:寫出求方程組的解的算法.
解:第一步:②Xal-①Xa2,得:③第二步:解③
得;第三步:將代入①,得
算法概念:
在數(shù)學(xué)上,現(xiàn)代意義上的“算法”通常是指可以用計(jì)算機(jī)來解
決的某一類問題是程序或步驟,這些程序或步驟必須是明確和
有效的,而且能夠在有限步之內(nèi)完成.
2.算法的特點(diǎn):
⑴有限性:一個(gè)算法的步驟序列是有限的,必須在有限操作
之后停止,不能是無限的.
⑵確定性:算法中的每一步應(yīng)該是確定的并且能有效地執(zhí)行
且得到確定的結(jié)果,而不應(yīng)當(dāng)是模棱兩可.
⑶順序性與正確性:算法從初始步驟開始,分為若干明確的
步驟,每一個(gè)步驟只能有一個(gè)確定的后繼步驟,前一步是后一
步的前提,只有執(zhí)行完前一步才能進(jìn)行下一步,并且每一步都
準(zhǔn)確無誤,才能完成問題.
(4)不唯一性:求解某一個(gè)問題的解法不一定是唯一的,對(duì)于
一個(gè)問題可以有不同的算法.
⑸普遍性:很多具體的問題,都可以設(shè)計(jì)合理的算法去解決,
如心算、計(jì)算器計(jì)算都要經(jīng)過有限、事先設(shè)計(jì)好的步驟加以解
決.
例題講評(píng):
例3.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)做出判斷.
分析:(1)質(zhì)數(shù)是只能被1和自身整除的大于1的整數(shù).
(2)要判斷一個(gè)大于1的整數(shù)n是否為質(zhì)數(shù),只要根據(jù)質(zhì)數(shù)的
定義,用比這個(gè)整數(shù)小的數(shù)去除n,如果它只能被1和本身整
除,而不能被其它整數(shù)整除,則這個(gè)數(shù)便是質(zhì)數(shù).
解:算法: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?(n-l)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);若沒有這樣的數(shù),則n是質(zhì)
數(shù).
說明:本算法是用自然語言的形式描述的.設(shè)計(jì)算法一定要做
到以下要求:
(1)寫出的算法必須能解決一類問題,并且能夠重復(fù)使用.(2)
要使算法盡量簡(jiǎn)單、步驟盡量少.
(3)要保證算法正確,且計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行.利用TI-voyage200
圖形計(jì)算器演示:(學(xué)生已經(jīng)被吸引住了)
例4..用二分法設(shè)計(jì)一個(gè)求方程的近似根的算法.
分析:該算法實(shí)質(zhì)是求的近似值的一個(gè)最基本的方法.
解:設(shè)所求近似根與精確解的差的絕對(duì)值不超過0.005,算法:
第一步:令.因?yàn)?,所以設(shè)xl=l,x2=2.
第二步:令,判斷f(m)是否為0.若是,則m為所求;若否,
則繼續(xù)判斷大于0還是小于0.
第三步:若,則xl=m;否則,令x2=m.
第四步:判斷是否成立?若是,則xl.x2之間的任意值均
為滿足條件的近似根;若否,則返回第二步.
練習(xí)1:寫出解方程x2-2x-3=0的一個(gè)算法。
練習(xí)2、求1X3X5X7X9X11的值,寫出其算法。
練習(xí)3、有藍(lán)和黑兩個(gè)墨水瓶,但現(xiàn)在卻錯(cuò)把藍(lán)墨水裝在了黑
墨水瓶中,黑墨水錯(cuò)裝在了藍(lán)墨水瓶中,要求將其互換,請(qǐng)你
設(shè)計(jì)算法解決這一問題。
小結(jié)
L算法概念和算法的基本思想
(1)算法與?般意義上具體問題的解法的聯(lián)系與區(qū)別;(2)
算法的五個(gè)特征。
2.利用算法的思想和方法解決實(shí)際問題,能寫出一此簡(jiǎn)單問題
的算法
3.兩類算法問題:(1)數(shù)值性計(jì)算問題,如:
解方程(或方程組),解不等式(或不等式組),套用公式判
斷性的問題,累加,累乘等一類問題的算法描述,可通過相應(yīng)
的數(shù)學(xué)模型借助一般數(shù)學(xué)計(jì)算方法,分解成清晰的步驟,使之
條理化即可。(2)非數(shù)值性計(jì)算問題,如:排序、查找、變量
變換、文字處理等需先建立過程模型,通過模型進(jìn)行算法設(shè)計(jì)
與描述。
作業(yè):(課本第4頁(yè)練習(xí))
§1.1.2程序框圖(三個(gè)課時(shí))
教學(xué)目標(biāo):
lo掌握程序框圖的概念;會(huì)用通用的圖形符號(hào)表示算法,掌
握算法的三個(gè)基本邏輯結(jié)構(gòu)2.掌握畫程序框圖的基本規(guī)則,
能正確畫出程序框圖。3.通過模仿、操作、探索,經(jīng)歷通
過設(shè)計(jì)程序框圖表達(dá)解決問題的過程;學(xué)會(huì)靈活、正確地畫程
序框圖。
教學(xué)重點(diǎn):經(jīng)過模仿、操作、探索,經(jīng)歷通過設(shè)計(jì)程序框圖表
達(dá)求解問題的過程,重點(diǎn)是程序框圖的基本概念、基本圖形符
號(hào)和3種基本邏輯結(jié)構(gòu)
教學(xué)難點(diǎn):難點(diǎn)是能綜合運(yùn)用這些知識(shí)正確地畫出程序框
圖。
教學(xué)過程
引入:算法可以用自然語言來描述,但為了使算法的程序或
步驟表達(dá)得更為直觀,我們更經(jīng)常地用圖形方式來表示它。
程序框圖基本概念:
(1)程序構(gòu)圖的概念:程序框圖又稱流程圖,是一種用規(guī)定
的圖形、指向線及文字說明來準(zhǔn)確、直觀地表示算法的圖形。
一個(gè)程序框圖包括以下幾部分:表示相應(yīng)操作的程序框;帶箭
頭的流程線;程序框外必要文字說明。
(2)構(gòu)成程序框的圖形符號(hào)及其作用
程序框名稱功能
Z、表示一個(gè)算法的起始和結(jié)
■J束,是任何流程圖不可少
起止框
的。
表示一個(gè)算法輸入和輸出
二的信息,可用在算法中任何
輸入、輸出框
需要輸入、輸出的位置。
賦值、計(jì)算,算法中處理數(shù)
據(jù)需要的算式、公式等分別
處理框?qū)懺诓煌挠靡蕴幚頂?shù)據(jù)
<>的處理框內(nèi)。
判斷某一條件是否成立,成
判斷框立時(shí)在出口處標(biāo)明“是”或
“Y”?,不成立時(shí)標(biāo)明“否”
或“N”。
學(xué)習(xí)這部分知識(shí)的時(shí)候,要掌握各個(gè)圖形的形狀、作用及使用
規(guī)則,畫程序框圖的規(guī)則如下:
1,使用標(biāo)準(zhǔn)的圖形符號(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)流程圖符號(hào)只有一個(gè)進(jìn)入
點(diǎn)和一個(gè)退出點(diǎn)。判斷框具有超過一個(gè)退出點(diǎn)的唯一符號(hào)。
4?判斷框分兩大類,一類判斷框“是”與“否”兩分支的判
斷,而且有且僅有兩個(gè)結(jié)果;另一類是多分支判斷,有幾種不
同的結(jié)果。5?在圖形符號(hào)內(nèi)描述的語言要非常簡(jiǎn)練清楚。
(3)、算法的三種基本邏輯結(jié)構(gòu):順序結(jié)構(gòu)、條件結(jié)構(gòu)、
循環(huán)結(jié)構(gòu)。
順序結(jié)構(gòu):順序結(jié)構(gòu)是最簡(jiǎn)單的算法結(jié)構(gòu),語句與語句之
間,框與框之間是按從上到下的順序進(jìn)行的,它是由若干個(gè)依
次執(zhí)行的處理步驟組成的,它是任何一個(gè)算法都離不開的一
種基本算法結(jié)構(gòu)。
順序結(jié)構(gòu)在程序框圖中的體現(xiàn)就是用流程線將程序框自
上而
下地連接起來,按順序執(zhí)行算法步驟。如在示意竿r框和B
框是依次執(zhí)行的,只有在執(zhí)行完A框指定的操禰身能接著
執(zhí)「
行B框所指定的操作。L_d
例3.已知一個(gè)三角形的三邊分別為2.3.4,利用海倫公式設(shè)計(jì)
一個(gè)算法,求出它的面積,并畫出算法的程序框圖。(解法
見課本)
條件結(jié)構(gòu):
條件結(jié)構(gòu)是指在算法中通過對(duì)條件的判斷,
根據(jù)條件是否成立而選擇不同流向的算法結(jié)構(gòu)。
它的一般形式如右圖所示:
注意:
右圖此結(jié)構(gòu)中包含一個(gè)判斷框,根據(jù)給定的
條件P是否成立而選擇執(zhí)行A框或B框。無論P(yáng)條件是否成立,
只能執(zhí)行A框或B框之一,不可能同時(shí)執(zhí)行A框和B框,也不
可能A框、B框都不執(zhí)行。一個(gè)判斷結(jié)構(gòu)可以有多個(gè)判斷框。
例4.任意給定3個(gè)正實(shí)數(shù),設(shè)計(jì)一個(gè)算法,判斷分別以這3
個(gè)數(shù)為三邊邊長(zhǎng)的三角形是否存在。畫出這個(gè)算法的程序框
圖。解:(見課本)
循環(huán)結(jié)構(gòu):在一些算法中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)從某處開始,按照一定
條件,反復(fù)執(zhí)行某一處理步驟的情況,這就是循環(huán)結(jié)構(gòu),反復(fù)
執(zhí)行的處理步驟為循環(huán)體,顯然,循環(huán)結(jié)構(gòu)中一定包含條件
結(jié)構(gòu)。循環(huán)結(jié)構(gòu)又稱重復(fù)結(jié)構(gòu),循環(huán)結(jié)構(gòu)可細(xì)分為兩類:
(1)、一類是當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu),如下左圖所示,它的功能是
當(dāng)給定的條件P成立時(shí),執(zhí)行A框,A框執(zhí)行完畢后,再判斷
條件P是否成立,如果仍然成立,再執(zhí)行A框,如此反復(fù)執(zhí)行
A框,直到某一次條件P不成立為止,此時(shí)不再執(zhí)行A框,離
開循環(huán)結(jié)構(gòu)。
(2)、另一類是直到型循環(huán)結(jié)構(gòu),如下右圖所示,它的功
能是先執(zhí)行,然后判斷給定的條件P是否成立,如果P仍然不
成立,則繼續(xù)執(zhí)行A框,直到某一次給定的條件P成立為止,
此時(shí)不再執(zhí)行A框,離開循環(huán)結(jié)構(gòu)。
當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)直到型
循環(huán)結(jié)構(gòu)
注意:1循環(huán)結(jié)構(gòu)要在某個(gè)條件下終止循環(huán),這就需要條件結(jié)
構(gòu)來判斷。因此,循環(huán)結(jié)構(gòu)中一定包含條件結(jié)構(gòu),但不允許“死
循環(huán)”。2在循環(huán)結(jié)構(gòu)中都有一個(gè)計(jì)數(shù)變量和累加變量。計(jì)數(shù)
變量用于記錄循環(huán)次數(shù),累加變量用于輸出結(jié)果。計(jì)數(shù)變量和
累加變量一般是同步執(zhí)行的,累加一次,計(jì)數(shù)一次。
例5.設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算1+2+3+-+100的值的算法,并畫出程
序框圖。
解:算法和程序框圖(可參看課本)
課堂小結(jié):本節(jié)課主要講述了程序框圖的基本知識(shí),包括常
用的圖形符號(hào)、算法的基本邏輯結(jié)構(gòu),算法的基本邏輯結(jié)構(gòu)有
三種,即順序結(jié)構(gòu)、條件結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。其中順序結(jié)構(gòu)是最
簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),也是最基本的結(jié)構(gòu),循環(huán)結(jié)構(gòu)必然包含條件結(jié)
構(gòu),所以這三種基本邏輯結(jié)構(gòu)是相互支撐的,它們共同構(gòu)成
了算法的基本結(jié)構(gòu),無論怎樣復(fù)雜的邏輯結(jié)構(gòu),都可以通過
這三種結(jié)構(gòu)來表達(dá)。
在具體畫程序框圖時(shí),要注意的問題:流程線上要有標(biāo)志執(zhí)行
順序的前頭;判斷框后邊的流程線應(yīng)根據(jù)情況標(biāo)注“是”或
“否、在循環(huán)結(jié)構(gòu)中,要注意根據(jù)條件設(shè)計(jì)合理的計(jì)數(shù)變量、
累加變量等.
§1.2.1輸入、輸出語句和賦值語句
<1)教學(xué)目標(biāo):
(2)正確理解輸入語句、輸出語句、賦值語句的結(jié)構(gòu)。
(3)讓學(xué)生充分地感知、體驗(yàn)應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決數(shù)學(xué)問題的
方法;并能初步操作、模仿。
實(shí)例使學(xué)生理解3種基本的算法語句(輸入語句、輸出語句和
賦值語句)的表示方法、結(jié)構(gòu)和用法,能用這三種基本的算法
語句表示算法,進(jìn)一步體會(huì)算法的基本思想。
教學(xué)難點(diǎn)重點(diǎn):正確理解輸入語句、輸出語句、賦值語句的作
用。
學(xué)法:我們用自然語言或程序框圖描述的算法,計(jì)算機(jī)
是無法“看得懂,聽得見”的。因此還需要將算法用計(jì)算機(jī)能
夠理解的程序設(shè)計(jì)語言翻譯成計(jì)算機(jī)程序。程序設(shè)計(jì)語言有很
多種。如BASIC,Foxbase,C語言,C++,J++,VB,VC,JB等。
為了實(shí)現(xiàn)算法中的三種基本的邏輯結(jié)構(gòu):順序結(jié)構(gòu)、條件結(jié)構(gòu)
和循環(huán)結(jié)構(gòu),各種程序設(shè)計(jì)語言中都包含下列基本的算法語
句:輸入語句、輸出語句、賦值語句條件語句和循環(huán)語句.今
天,我們一起用類BASIC語言學(xué)習(xí)輸入語句、輸出語句、賦值
語句。
教學(xué)過程:輸入語句、輸出語句和賦值語句基本上對(duì)應(yīng)于
算法中的順序結(jié)構(gòu)。下面的例題是用這三種基本的算法語句表
示的一個(gè)算法。
例1:用描點(diǎn)法作函數(shù)y=x3+3x2—24x+30的圖象時(shí),需
要求出自變量和函數(shù)的一組對(duì)應(yīng)值。編寫程序,分別計(jì)算當(dāng)x
=-5,—4,—3,—2,—1,0,1,2,3,4,5時(shí)的函數(shù)值。
程序:INPUT"x=";x
輸入語句
y=xA3+3*xA2-24*x+30
賦值語句
PRINTX
打印語句
PRINTy
打印語句
END
輸入語句
(1)輸入語句的一般格式
圖形計(jì)算器
格式
INPUT”提示內(nèi)容”;變量INPUT"提示內(nèi)容”,變量
(2)輸入語句的作用是實(shí)現(xiàn)算法的循入信息功能;(3)“提
示內(nèi)容”提示用戶輸入什么樣的信息,變量是指程序在運(yùn)行時(shí)
其值是可以變化的量;(4)輸入語句要求輸入的值只能是具
體的常數(shù),不能是函數(shù)、變量或表達(dá)式;(5)提示內(nèi)容與變量
之間用分號(hào)”隔開,若輸入多個(gè)變量,變量與變量之間用
逗號(hào)”隔開。
輸出語句
(1)輸出語句的一般格「嬴式
PRINT“提示內(nèi)容”;表達(dá)1……受信..…」Disp"提示內(nèi)容-”-,-變-量---?------------------
(2)輸出語句的作用是實(shí)現(xiàn)算法的輸出結(jié)果功能;(3)“提
示內(nèi)容”提示用戶輸入什么樣的信息,表達(dá)式是指程序要輸出
的數(shù)據(jù);(4)輸出語句可以輸出常量、變量或表達(dá)式的值以
及字符。
賦值語句
(1)賦彳直語句的一
圖形計(jì)算器般格式
表達(dá)式一變量
變量=表達(dá)式格式
(2)賦值語句的作用是將表達(dá)式所代表的值賦給變量;(3)
賦值語句中的稱作賦值號(hào),與數(shù)學(xué)中的等號(hào)的意義是不
同的。賦值號(hào)的左右兩邊不能對(duì)換,它將賦值號(hào)右邊的表達(dá)式
的值賦給賦值號(hào)左邊的變量;(4)賦值語句左邊只能是變量
名字,而不是表達(dá)式,右邊表達(dá)式可以是一個(gè)數(shù)據(jù)、常量或算
式;(5)對(duì)于一個(gè)變量可以多次賦值。
注意:①賦值號(hào)左邊只能是變量名字,而不能是表達(dá)式。如:
2=X是錯(cuò)誤的。②賦值號(hào)左右不能對(duì)換。如“A=B”“B=A”
的含義運(yùn)行結(jié)果是不同的。③不能利用賦值語句進(jìn)行代數(shù)式的
演算。(如化簡(jiǎn)、因式分解、解方程等)④賦值號(hào)“二”與數(shù)
學(xué)中的等號(hào)意義不同。
例2:編寫程序,計(jì)算一個(gè)學(xué)生數(shù)學(xué)、語文、英語三門課的平
均成績(jī)。
分析:先寫出算法,畫出程序框圖,再進(jìn)行編程。
程序:
例3.給一個(gè)變量重復(fù)賦值。(解法略)
例4.交換兩個(gè)變量A和B的值,并輸出交換前后的值。
程序:
分析:引入一個(gè)中間變量X,將A的值賦予X,又將B的值賦予
A,再將X的值賦予B,
從而達(dá)到交換A,B的值。(比如生活中交換裝滿紅墨水和藍(lán)
墨水的兩個(gè)瓶子里的墨水,
需要再找一個(gè)空瓶子)
P15練習(xí)1.2.3
課堂小結(jié)
本節(jié)課介紹了輸入語句、輸出語句和賦值語句的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及聯(lián)
系。掌握并應(yīng)用輸入語句,輸出語句,賦值語句編寫一些簡(jiǎn)單
的程序解決數(shù)學(xué)問題,特別是掌握賦值語句中“=”的作用及
應(yīng)用。編程一般的步驟:先寫出算法,再進(jìn)行編程。我們要養(yǎng)
成良好的習(xí)慣,也有助于數(shù)學(xué)邏輯思維的形成。注意:BASIC
語言中的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù),如SQR(x)表示x的算術(shù)平方根,ABS
(X)表示X的絕對(duì)值等。
§1.2.2條件語句
教學(xué)目標(biāo):1正確理解條件語句的概念,并掌握其結(jié)構(gòu)。2會(huì)
應(yīng)用條件語句編寫程序。
教學(xué)重點(diǎn):條件語句的步驟、結(jié)構(gòu)及功能。教學(xué)難點(diǎn):會(huì)編
寫程序中的條件語句。
教學(xué)過程
條件語句:1?條件語句的一般格式有兩種:(1)IF-
THEN—ELSE語句;(2)IF-THEN語句。2,IF—THEN
—ELSE語句
IF—THEN—ELSE語句的一般格式為圖1,對(duì)應(yīng)的程序框圖為
圖2。
IF條件THEN
語句1
ELSE
語句2
ENDIF
圖1
圖2
分析:在IF—THEN—ELSE語句中,“條件”表示判斷的條件,
“語句1”表示滿足條件時(shí)執(zhí)行的操作內(nèi)容;“語句2”表示
不滿足條件時(shí)執(zhí)行的操作內(nèi)容;ENDIF表示條件語句的結(jié)
束。計(jì)算機(jī)在執(zhí)行時(shí),首先對(duì)IF后的條件進(jìn)行判斷,如果條件
符合,則執(zhí)行THEN后面的語句1;若條件不符合,則執(zhí)行
ELSE后面的語句2。
3JF—THEN語句
IF—THEN語句的一般格式為圖3,對(duì)應(yīng)的程序框圖為圖4。
IF條件THEN
語句
ENDIF(圖3)
注意:“條件”表示判斷的條件;“語句”表示滿足條件時(shí)執(zhí)
行的操作內(nèi)容,條件不滿足時(shí),結(jié)束程序;ENDIF表示條件
語句的結(jié)束。計(jì)算機(jī)在執(zhí)行時(shí)首先對(duì)IF后的條件進(jìn)行判斷,如
果條件符合就執(zhí)行THEN后邊的語句,若條件不符合則直接
結(jié)束該條件語句,轉(zhuǎn)而執(zhí)行其它語句。
例5.編寫程序,輸入一元二次方程ax2+bx+c=0的系數(shù),輸
出它的實(shí)數(shù)根。
分析:先把解決問題的思路用程序框圖表示出來,然后再根
據(jù)程序框圖給出的算法步驟,逐步把算法用對(duì)應(yīng)的程序語句
表達(dá)出來。(程序框圖先由學(xué)生討論,再統(tǒng)一,可以參考課本)
算法分析:在求解方程之前,需要首先判斷判別式的符號(hào),再
根據(jù)判別式的符號(hào)判斷方程根的情況:時(shí),方程有兩個(gè)
不相等的實(shí)數(shù)根;△=()時(shí),方程有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根;△<()
町,方程沒有實(shí)數(shù)根。這個(gè)過程可以用算法中的條件結(jié)構(gòu)來表
課本練習(xí)2
小結(jié):條件語句一般用在需要對(duì)條件進(jìn)行判斷的算法設(shè)計(jì)中,
如判斷一個(gè)數(shù)的正負(fù),確定兩個(gè)數(shù)的大小等問題,還有求分段
函數(shù)的函數(shù)值等,往往要用條件語句,有時(shí)甚至要用到條件語
句的嵌套
編程的一般步驟:(1)算法分析:根據(jù)提供的問題,利用數(shù)
學(xué)及相關(guān)學(xué)科的知識(shí),設(shè)計(jì)出解決問題的算法。
(2)畫程序框圖:依據(jù)算法分析,畫出程序框圖。(3)寫出
程序:根據(jù)程序框圖中的算法步驟,逐步把算法用相應(yīng)的程
序語句表達(dá)出來。
§1.2.3循環(huán)語句
教學(xué)目標(biāo):1正確理解循環(huán)語句的概念,并掌握其結(jié)構(gòu)。2會(huì)應(yīng)
用循環(huán)語句編寫程序。
教學(xué)重點(diǎn):兩種循環(huán)語句的表示方法、結(jié)構(gòu)和用法,用循環(huán)語
句表示算法。
教學(xué)難點(diǎn):理解循環(huán)語句的表示方法、結(jié)構(gòu)和用法,會(huì)編寫程
序中的循環(huán)語句。
教學(xué)過程:算法中的循環(huán)結(jié)構(gòu)是由循環(huán)語句來實(shí)現(xiàn)的。對(duì)應(yīng)于
程序框圖中的兩種循環(huán)結(jié)構(gòu),一般程序設(shè)計(jì)語言中也有當(dāng)型
(WHILE型)和直到型(UNTIL型)兩種語句結(jié)構(gòu)。即WHILE
語句和UNTIL語句。
WHILE語句
(1)WHILE語句的一般格式是對(duì)應(yīng)的程序
框圖是L---------循環(huán)體
WHILE條件是
循環(huán)體--J螞磐—^一
WEND1
否
(2)當(dāng)計(jì)算機(jī)遇到WHILE語句時(shí),先判斷條件的真假,如果
條件符合,就執(zhí)行WHILE與WEND之間的循環(huán)體;然后再檢
查上述條件,如果條件仍符合,再次執(zhí)行循環(huán)體,這個(gè)過程反
復(fù)進(jìn)行,直到某一次條件不符合為止。這時(shí),計(jì)算機(jī)將不執(zhí)行
循環(huán)體,直接跳到WEND語句后,接著執(zhí)行WEND之后的語
句。因此,當(dāng)型循環(huán)有時(shí)也稱為“前測(cè)試型”循環(huán)。
UNTIL語句
(DUNTIL語句的?般格式是i-L4寸應(yīng)的程序框
圖是循環(huán)體
(2)直到型循環(huán)又稱為“后測(cè)試型”循環(huán),從UNTIL型循環(huán)
結(jié)構(gòu)分析,計(jì)算機(jī)執(zhí)行該語句時(shí):先執(zhí)行一次循環(huán)體,然后
進(jìn)行條件的判斷,如果條件不滿足,繼續(xù)返回執(zhí)行循環(huán)體,
然后再進(jìn)行條件的判斷,這個(gè)過程反復(fù)進(jìn)行,直到某一次條
件滿足時(shí),不再執(zhí)行循環(huán)體,跳到LOOPUNTIL語句后執(zhí)行其
他語句,是先執(zhí)行循環(huán)體后進(jìn)行條件判斷的循環(huán)語句。
(1)分析:當(dāng)型循環(huán)與直到型循環(huán)的區(qū)別:
(先由學(xué)生討論再歸納)
(2)當(dāng)型循環(huán)先判斷后執(zhí)行,直到型循環(huán)
先執(zhí)行后判斷;
在WHILE語句中,是當(dāng)條件滿足時(shí)執(zhí)行循環(huán)體,在UNTIL語句
中,是當(dāng)條件不滿足時(shí)執(zhí)行循環(huán)體。
例1:編寫程序,計(jì)算自然數(shù)1+2+3+……+99+100的和。
分析:這是一個(gè)累加問題。我們可以用WHILE型語句,也可以
用UNTIL型語句。
程序(WHILE語句):(略)程序
(UNTIL語句):(略)
練習(xí)(課本23頁(yè))
小結(jié)工.循環(huán)語句的兩種不同形式:WHILE語句和UNTIL
語句(另補(bǔ)充了For語句),掌握它們的一般格式。2,在用
WHILE語句和UNTIL語句編寫程序解決問題時(shí),一定要注
意它們的格式及條件的表述方法。WHILE語句中是當(dāng)條件滿
足時(shí)執(zhí)行循環(huán)體,而UNTIL語句中是當(dāng)條件不滿足時(shí)執(zhí)行循
環(huán)體。3?循環(huán)語句主要用來實(shí)現(xiàn)算法中的循環(huán)結(jié)構(gòu),在處理一
些需要反復(fù)執(zhí)行的運(yùn)算任務(wù)。如累加求和,累乘求積等問題中
常用到。
§1.3進(jìn)位制
教學(xué)目標(biāo):1了解各種進(jìn)位制與十進(jìn)制之間轉(zhuǎn)換的規(guī)律,會(huì)利
用各種進(jìn)位制與十進(jìn)制之間的聯(lián)系進(jìn)行各種進(jìn)
位制之間的轉(zhuǎn)換。2學(xué)習(xí)各種進(jìn)位制轉(zhuǎn)換成十
進(jìn)制的計(jì)算方法,研究十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為各種進(jìn)位
制的除k去余法,并理解其中的數(shù)學(xué)規(guī)律。
教學(xué)重點(diǎn):各進(jìn)位制表示數(shù)的方法及各進(jìn)位制之間的轉(zhuǎn)換
教學(xué)難點(diǎn):除k取余法的理解以及各進(jìn)位制之間轉(zhuǎn)換的程序框
圖及其程序的設(shè)計(jì)
學(xué)法:學(xué)習(xí)各種進(jìn)位制特點(diǎn)的同時(shí)探討進(jìn)位制表示數(shù)與十進(jìn)制
表示數(shù)的區(qū)別與聯(lián)系,熟悉各種進(jìn)位制表示數(shù)的方法,從而
理解十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為各種進(jìn)位制的除k取余法。
教學(xué)過程
引入:我們常見的數(shù)字都是十進(jìn)制的,比如一般的數(shù)值計(jì)算,
但是并不是生活中的每一種數(shù)字都是十進(jìn)制的.比如時(shí)間和角
度的單位用六十進(jìn)位制,電子計(jì)算機(jī)用的是二進(jìn)制,舊式的稱
是十六進(jìn)制的,計(jì)算一打數(shù)值時(shí)是12進(jìn)制的......那么什么是進(jìn)
位制?不同的進(jìn)位制之間又又什么聯(lián)系呢?
進(jìn)位制是一種記數(shù)方式,用有限的數(shù)字在不同的位置表
示不同的數(shù)值??墒褂脭?shù)字符號(hào)的個(gè)數(shù)稱為基數(shù),基數(shù)為n,
即可稱n進(jìn)位制,簡(jiǎn)稱n進(jìn)制。現(xiàn)在最常用的是十進(jìn)制,通常
使用10個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字0-9進(jìn)行記數(shù)。對(duì)于任何一個(gè)數(shù),我們
可以用不同的進(jìn)位制來表示。比如:十進(jìn)數(shù)57,可以用二進(jìn)
制表示為H1001,也可以用八進(jìn)制表示為71.用十六進(jìn)制表
示為39,它們所代表的數(shù)值都是一樣的。
般地,若k是一個(gè)大于一的整數(shù),那么以k為基數(shù)的k進(jìn)制
可以表示為:
而表示各種進(jìn)位制數(shù)一般在數(shù)字右下腳加注來表示,如
111001⑵表示二進(jìn)制數(shù),34⑸表示5進(jìn)制數(shù)
如:把二進(jìn)制數(shù)110011(2)化為十進(jìn)制
數(shù).110011=1*25+1*24+0*23+0*22+1*21+1*20=32+16+2+1=51
把八進(jìn)制數(shù)化為十進(jìn)制數(shù).
例4.把二進(jìn)制數(shù)110011(2)化為十進(jìn)制數(shù).
^:110011=1*25+1*24+0*23+0*22+1*21+1*2°=32+16+2+1=51
例5把89化為二進(jìn)制數(shù).
解:根據(jù)二進(jìn)制數(shù)滿二進(jìn)一的原則,可以用2連續(xù)去除89或所
得商,然后去余數(shù).
具體的計(jì)算方法如下:
89=2*44+144=2*22+0
22=2*11+0
11=2*5+15=2*2+1
所
以:89=2*(2*(2*(2*(2*2+1)+1)+0)+0)+1=1*26+0*25+1*24+1*
23+0*22+0*21+1*20=1011001(2)
這種算法叫做除2取余法,還可以用下面的除法算式表示:
把上式中的各步所得的余數(shù)從下到上排列即可得到
89=1011001(2)
上述方法也可以推廣為把十進(jìn)制化為k進(jìn)制數(shù)的算法,這種算
法成為除k取余法.
例6利用除k取余法把89轉(zhuǎn)換為5進(jìn)制數(shù)
具體的計(jì)算方法如把十進(jìn)制數(shù)化為二進(jìn)制數(shù)。
把k進(jìn)制數(shù)a(共有n位)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)b的過程可以利用計(jì)
算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn),語句為:
INPUTa,k,ni=lb=0
WHILEi〈=nt=GETa[i]b=b+t*kXiT)
i=i+l
WENDPRINTbEND
小結(jié):
⑴進(jìn)位制的概念及表示方法⑵十進(jìn)制與二進(jìn)制之間轉(zhuǎn)換的
方法及程序
(3)圖形計(jì)算器進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生在算法方面的潛能,更能體
現(xiàn)他們的創(chuàng)造精神。
§1.3秦九韶算法與排序(兩個(gè)課時(shí))
教學(xué)目標(biāo):1了解秦九韶算法的計(jì)算過程,并理解利用秦九韶
算法可以減少計(jì)算次數(shù)提高計(jì)算效率的實(shí)質(zhì)。
2掌握數(shù)據(jù)排序的原理能使用直接排序法與冒泡
排序法給一組數(shù)據(jù)排序,進(jìn)而能設(shè)計(jì)冒泡排序
法的程序框圖及程序,理解數(shù)學(xué)算法與計(jì)算機(jī)
算法的區(qū)別,理解計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)學(xué)的輔助作用。
教學(xué)重點(diǎn):秦九韶算法的特點(diǎn)及其程序設(shè)計(jì),兩種排序法的排
序步驟及其程序設(shè)計(jì)
教學(xué)難點(diǎn):秦九韶算法的先進(jìn)性理解及其程序設(shè)計(jì),排序法的
計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)
教學(xué)過程(秦九韶計(jì)算多項(xiàng)式的方法)
例1.設(shè)計(jì)求多項(xiàng)式f(x)=2x5-5x4-4x3+3x2-6x+7當(dāng)x=5時(shí)的值
的算法,并寫出程序。
個(gè)別學(xué)生提出一般的解決方案,如:x=5y=2*xA5-
5*xA4-4*xA3+3*xA2-6*x+7PRINT"y=”;
yEND
提問:例1計(jì)算時(shí)需要多少次乘法計(jì)算?多少次加法計(jì)算?
有什么優(yōu)缺點(diǎn)?(上述算法一共做了解15次乘法運(yùn)算,5次加
法運(yùn)算,優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、易懂。缺點(diǎn)是不通用,不能解決任意多
項(xiàng)式的求值問題,而且計(jì)算效率不高。)
提問:計(jì)算x的事時(shí),可以利用前面的計(jì)算結(jié)果,以減少計(jì)算
量,即先計(jì)算x2,然后依次計(jì)算x2.x,(x2.x).x,
((x2.x).x).x的值,這樣計(jì)算上述多項(xiàng)式的值,一共需要多少
次乘法,多少次加法?(上述算法一共做了解4次乘法運(yùn)算,5
次加法運(yùn)算。)
結(jié)論:第二種做法與第一種做法相比,乘法的運(yùn)算次數(shù)減少了,
因而能提高運(yùn)算效率,而且對(duì)于計(jì)算機(jī)來說,做一次乘法所需
的運(yùn)算時(shí)間比做一次加法要長(zhǎng)得多,因此第二種做法更快地
得到結(jié)果。
我們把多項(xiàng)式變形為:f(x)=
2x5-5x4-4x3+3x2-6x+7=((((2x-5)x-4)x+3)x-6)x+7
從內(nèi)到外,如果把
每一個(gè)括號(hào)都看2-5-43-67運(yùn)算
成一個(gè)常數(shù),X的
系數(shù)依次是什
么?
用圖表可以表示
為:
多項(xiàng)式X系數(shù)
10251055402670+
日
5(4/f
變形后X的“系數(shù)”22077*5
最后的系數(shù)2677即為所求的值,讓學(xué)生描述上述計(jì)算過程。
上述算法就是“秦九韶算法”。
如何應(yīng)用秦九韶算法完成一般的多項(xiàng)式
f(x)=anxn+an-lxn-1+???.+a1x+aO求值問題?
nn-1n_,n-2
f(x)=anx+an-1x+....+aix+a()=(anx+an-ix+....+ai)x+ao
n_2n_3
二((anx+an-ix+....+a2)x+ai)x+ao
=......=(?..(anx+an-1)x+an-2)x+...+ai)x+ao
求多項(xiàng)式的值時(shí),首先計(jì)算最內(nèi)層括號(hào)內(nèi)依次多項(xiàng)式的值,即
vl=anx+an-l
然后由內(nèi)向外逐層計(jì)算一次多項(xiàng)式的值,即
v2=vlx+an-2v3=v2x+an-3.....vn=vn-lx+aO
這樣,把n次多項(xiàng)式的求值問題轉(zhuǎn)化成求n個(gè)一次多項(xiàng)式的值
的問題
觀察秦九韶算法的數(shù)學(xué)模型,計(jì)算vk時(shí)要用到vk-l的值,
若令vO=an,我們可以得到下面的遞推公式:
~Vo-3n
Vk=Vk-1+an-k(k=12…n)
這是一個(gè)在秦九韶算法中反復(fù)執(zhí)行的步驟,可以用循環(huán)結(jié)構(gòu)來
實(shí)現(xiàn)。
例2.已知一個(gè)五次多項(xiàng)式f(x)=5x5+2x4+3.5x3-2.6x2+1.7x-0.8
用秦九韶算法求當(dāng)x=5時(shí)多項(xiàng)式的值。
分析:先畫出程序框圖(見課本)
排序
排序的算法很多,課本主要介紹里兩種排序方法:直接插入排
序和冒泡排序
L直接插入排序
基本思想:插入排序的思想就是讀一個(gè),排一個(gè)。將第1個(gè)數(shù)
放入數(shù)組的第1個(gè)元素中,以后讀入的數(shù)與已存入數(shù)組的數(shù)
進(jìn)行比較,確定它在從大到小的排列中應(yīng)處的位置.將該位置
以及以后的元素向后推移一個(gè)位置,將讀入的新數(shù)填入空出
的位置中.(由于算法簡(jiǎn)單,可以舉例說明)
2.冒泡排序
基本思想:依次比較相鄰的兩個(gè)數(shù),把大的放前面,小的放后面.
即首先比較第1個(gè)數(shù)和第2個(gè)數(shù),大數(shù)放前,小數(shù)放后.然后比較
第2個(gè)數(shù)和第3個(gè)數(shù)......直到比較最后兩個(gè)數(shù).第一趟結(jié)束,最小
的一定沉到最后.重復(fù)上過程,仍從第1個(gè)數(shù)開始,到最后第2個(gè)
數(shù)......由于在排序過程中總是大數(shù)往前,小數(shù)往后,相當(dāng)氣泡上
升,所以叫冒泡排序.
例3、用冒泡法對(duì)數(shù)據(jù)7,5,3,9,1從小到大進(jìn)行排序。
小結(jié)
(1)秦九韶算法計(jì)算多項(xiàng)式的值及程序設(shè)計(jì)⑵數(shù)字排序法中
的常見的兩種排序法直接插入排序法與冒泡排序法⑶冒泡法
排序的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)(4)注意循環(huán)語句的使用與算法的循環(huán)
次數(shù),對(duì)算法進(jìn)行改進(jìn)。
§1.3輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)
教學(xué)目標(biāo):1理解輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)原理,
并能根據(jù)這些原理進(jìn)行算法分析。2基本能根據(jù)算法語句與
程序框圖的知識(shí)設(shè)計(jì)完整的程序框圖并寫出算法程序。
教學(xué)重點(diǎn):理解輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)求最大公約數(shù)的方
法。
教學(xué)難點(diǎn):把輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)的方法轉(zhuǎn)換成程序框
圖與程序語言。
教學(xué)過程
提出問題:在小學(xué),我們已經(jīng)學(xué)過求最大公約數(shù)的知識(shí),如口
算求出12與20的公約數(shù)。
分析:我們都是利用找公約數(shù)的方法來求最大公約數(shù),如果公
約數(shù)比較大而且根據(jù)我們的觀察又不能得到一些公約數(shù),我
們又應(yīng)該怎樣求它們的最大公約數(shù)?比如求8251與6105
的最大公約數(shù)?這就是我們這一堂課所要探討的內(nèi)容。
輾轉(zhuǎn)相除法
例1求兩個(gè)正數(shù)8251和6105的最大公約數(shù)。
分析:8251與6105兩數(shù)都比較大,而且沒有明顯的公約數(shù),
可以把它們都變小一點(diǎn),根據(jù)已有的知識(shí)即可求出最大公約
數(shù)8251=6105X1+2146
顯然8251的最大公約數(shù)也必是2146的約數(shù),同樣6105與
2146的公約數(shù)也必是8251的約數(shù),所以8251與6105的最
大公約數(shù)也是6105與2146的最大公約數(shù)。
6105=2146X2+18132146=1813X1+333
1813=333X5+148333=148X2+37
148=37X4+0則37為8251與6105的最大公
約數(shù)。
以上我們求最大公約數(shù)的方法就是輾轉(zhuǎn)相除法。也叫歐幾里德
算法,它是由歐幾里德在公元前300年左右首先提出的。利用
輾轉(zhuǎn)相除法求最大公約數(shù)的步驟如下:
(1):用較大的數(shù)m除以較小的數(shù)n得到一個(gè)商和一個(gè)余
數(shù);(2):若=0,則n為m,n的最大公約數(shù);若W
0,則用除數(shù)n除以余數(shù)得到一個(gè)商和一個(gè)余數(shù);(3):
若=0,則為m,n的最大公約數(shù);若W0,則用除數(shù)
除以余數(shù)得到一個(gè)商和一個(gè)余數(shù);……依次計(jì)
算直至=0,此時(shí)所得到的即為所求的最大公約數(shù)。
更相減損術(shù)
我國(guó)早期也有求最大公約數(shù)問題的算法,就是更相減損術(shù)。在
《九章算術(shù)》中有更相減損術(shù)求最大公約數(shù)的步驟:可半者半
之,不可半者,副置分母?子之?dāng)?shù),以少減多,更相減損,求
其等也,以等數(shù)約之。
翻譯為:(1):任意給出兩個(gè)正數(shù);判斷它們是否都是偶數(shù)。
若是,用2約簡(jiǎn);若不是,執(zhí)行第二步。(2):以較大的數(shù)
減去較小的數(shù),接著把較小的數(shù)與所得的差比較,并以大數(shù)
減小數(shù)。繼續(xù)這個(gè)操作,直到所得的數(shù)相等為止,則這個(gè)數(shù)
(等數(shù))就是所求的最大公約數(shù)。
例2用更相減損術(shù)求98與63的最大公約數(shù).
分析:(略)
輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)的區(qū)別:
(1)都是求最大公約數(shù)的方法,計(jì)算上輾轉(zhuǎn)相除法以除法為
主,更相減損術(shù)以減法為主,計(jì)算次數(shù)上輾轉(zhuǎn)相除法計(jì)算次
數(shù)相對(duì)較少,特別當(dāng)兩個(gè)數(shù)字大小區(qū)別較大時(shí)計(jì)算次數(shù)的區(qū)
別較明顯。
(2)從結(jié)果體現(xiàn)形式來看,輾轉(zhuǎn)相除法體現(xiàn)結(jié)果是以相除余
數(shù)為0則得到,而更相減損術(shù)則以減數(shù)與差相等而得到
小結(jié):對(duì)比分析輾轉(zhuǎn)相除法與更相減損術(shù)求最大公約數(shù)的計(jì)
算方法及完整算法程序。
2.1.1簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣
教學(xué)目標(biāo):1.結(jié)合實(shí)際問題情景,理解隨機(jī)抽樣的必要性和重
要性
2.學(xué)會(huì)用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣的方法從總體中抽取樣本
教學(xué)重點(diǎn):學(xué)會(huì)用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣的方法從總體中抽取樣本
教學(xué)過程:
1.總體和樣本
在統(tǒng)計(jì)學(xué)中,把研究對(duì)象的全體叫做總體.
把每個(gè)研究對(duì)象叫做個(gè)體.
把總體中個(gè)體的總數(shù)叫做總體容量.
為了研究總體的有關(guān)性質(zhì),一般從總體中隨機(jī)抽取一部分:
3,,
研究,我們稱它為樣本.其中個(gè)體的個(gè)數(shù)稱為樣本容量.
2.簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣,也叫純隨機(jī)抽樣。就是從總體中不加任何分
組、劃類、排隊(duì)等,完全隨
機(jī)地抽取調(diào)查單位。特點(diǎn)是:每個(gè)樣本單位被抽中的可能
性相同(概率相等),樣本的每個(gè)單位完全獨(dú)立,彼此間無一
定的關(guān)聯(lián)性和排斥性。簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣是其它各種抽樣形式的基
礎(chǔ)。通常只是在總體單位之間差異程度較小和數(shù)目較少時(shí),才
采用這種方法。
3.簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣常用的方法:
(1)抽簽法;⑵隨機(jī)數(shù)表法;⑶計(jì)算機(jī)模擬法;⑷使用統(tǒng)
計(jì)軟件直接抽取。
在簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣的樣本容量設(shè)計(jì)中,主要考慮:①總體變異情
況;②允許誤差范圍;③概率保證程度。
4.抽簽法:
(1)給調(diào)查對(duì)象群體中的每一個(gè)對(duì)象編號(hào);
(2)準(zhǔn)備抽簽的工具,實(shí)施抽簽
(3)對(duì)樣本中的每一個(gè)個(gè)體進(jìn)行測(cè)量或調(diào)查
例:請(qǐng)調(diào)查你所在的學(xué)校的學(xué)生做喜歡的體育活動(dòng)情
況。
5.隨機(jī)數(shù)表法:
例:利用隨機(jī)數(shù)表在所在的班級(jí)中抽取10位同學(xué)參加某項(xiàng)
活動(dòng)。
課堂練習(xí):第52頁(yè),練習(xí)A,練習(xí)B
小結(jié):本節(jié)重點(diǎn)介紹簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣常用的方法:⑴抽簽法;⑵
隨機(jī)數(shù)表法;學(xué)會(huì)用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣的方法從總體中抽取樣本
課后作業(yè):第58頁(yè),習(xí)題2-1A第1、2、3題,
2.1.2系統(tǒng)抽樣
教學(xué)目標(biāo):1.結(jié)合實(shí)際問題情景,理解系統(tǒng)抽樣的必要性和重
要性
2.學(xué)會(huì)用系統(tǒng)抽樣的方法從總體中抽取樣木
教學(xué)重點(diǎn):學(xué)會(huì)用系統(tǒng)抽樣的方法從總體中抽取樣本
教學(xué)過程:
1.系統(tǒng)抽樣(等距抽樣或機(jī)械抽樣):
把總體的單位進(jìn)行排序,再計(jì)算出抽樣距離,然后按照這一
固定的抽樣距離抽取樣本。第一個(gè)樣本采用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣的辦
法抽取。
K(抽樣距離)=N(總體規(guī)模)/n(樣本規(guī)模)
前提條件:總體中個(gè)體的排列對(duì)于研究的變量來說,應(yīng)是
隨機(jī)的,即不存在某種與研究變量相關(guān)的規(guī)則分布??梢栽谡{(diào)
查允許的條件下,從不同的樣本開始抽樣,對(duì)比幾次樣本的特
點(diǎn)。如果有明顯差別,說明樣本在總體中的分布承某種循環(huán)性
規(guī)律,且這種循環(huán)和抽樣距離重合。
2.系統(tǒng)抽樣,即等距抽樣是實(shí)際中最為常用的抽樣方法之
-O因?yàn)樗鼘?duì)抽樣框的要求較低,實(shí)施也比較簡(jiǎn)單。更為重要
的是,如果有某種與調(diào)查指標(biāo)相關(guān)的輔助變量可供使用,總體
單元按輔助變量的大小順序排隊(duì)的話,使用系統(tǒng)抽樣可以大大
提高估計(jì)精度。
3.例子:
(1)某工廠平均每天生產(chǎn)某種機(jī)器零件大約10000件,要
求產(chǎn)品檢驗(yàn)員每天抽取50件零件,檢查其質(zhì)量情況。假設(shè)一天
的生產(chǎn)時(shí)間中生產(chǎn)的機(jī)器零件數(shù)是均勻的,請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)調(diào)查
方案
(2)某裝訂廠平均每小時(shí)大約裝訂圖書362冊(cè),要求檢驗(yàn)
員每小時(shí)抽取40冊(cè)圖書,檢查其質(zhì)量狀況,請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)調(diào)查
方案.
(3)調(diào)查某班學(xué)生的身高情況,利用系統(tǒng)抽樣的方法樣本容量
為40,這個(gè)班共分5個(gè)組,每個(gè)組都是8名同學(xué),他們的座次
是按身高進(jìn)行編排的。李莉是這樣做的,抽樣距是8,按照每個(gè)
小組的座次進(jìn)行編號(hào)。你覺得這樣做有代表性么?
(4)在(3)中,抽樣距是8,按身全班身高進(jìn)行編號(hào),然后進(jìn)
行抽樣,你覺得這樣做有代表性么?
課堂練習(xí):第54頁(yè),練習(xí)A,練習(xí)B
小結(jié):本節(jié)重點(diǎn)介紹系統(tǒng)抽樣的方法及其局限性
課后作業(yè):第58頁(yè),習(xí)題2-1A第4題,
2.1.3分層抽樣
教學(xué)目標(biāo):1.結(jié)合實(shí)際問題情景,理解分層抽樣的必要性和重
要性
2.學(xué)會(huì)用分層抽樣的方法從總體中抽取樣本
教學(xué)重點(diǎn):學(xué)會(huì)用分層抽樣的方法從總體中抽取樣本
教學(xué)過程:
1.分層抽樣(類型抽樣):
先將總體中的所有單位按照某種特征或標(biāo)志(性別、年齡等)
戈J分成若干類型或?qū)哟?,然后再在各個(gè)類型或?qū)哟沃胁捎煤?jiǎn)單
隨機(jī)抽樣或系用抽樣的辦法抽取一個(gè)子樣本,最后,將這些子
樣本合起來構(gòu)成總體的樣本。
兩種方法:
1.先以分層變量將總體劃分為若干層,再按照各層在總體
中的比例從各層中抽取。
2.先以分層變量將總體劃分為若干層,再將各層中的元素
按分層的順序整齊排列,最后用系統(tǒng)抽樣的方法抽取樣本。
2.分層抽樣是把異質(zhì)性較強(qiáng)的總體分成一個(gè)個(gè)同質(zhì)性較強(qiáng)
的子總體,再抽取不同的子總體中的樣本分別代表該子總體,
所有的樣本進(jìn)而代表總體。
分層標(biāo)準(zhǔn):
(1)以調(diào)查所要分析和研究的主要變量或相關(guān)的變量作
為分層的標(biāo)準(zhǔn)。
(2)以保證各層內(nèi)部同質(zhì)性強(qiáng)、各層之間異質(zhì)性強(qiáng)、突
出總體內(nèi)在結(jié)構(gòu)的變量作為分層變量。
(3)以那些有明顯分層區(qū)分的變量作為分層變量。
3.分層的比例問題:
(1)按比例分層抽樣:根據(jù)各種類型或?qū)哟沃械膯挝粩?shù)目
占總體單位數(shù)目的比重來抽取子樣本的方法。
(2)不按比例分層抽樣:有的層次在總體中的比重太小,其
樣木量就會(huì)非常少,此時(shí)采用該方法,主要是便于對(duì)不同層次
的子總體進(jìn)行專門研究或進(jìn)行相互比較。如果要用樣本資料推
斷總體時(shí),則需要先對(duì)各層的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行加權(quán)處理,調(diào)整樣
本中各層的比例,使數(shù)據(jù)恢復(fù)到總體中各層實(shí)際的比例結(jié)構(gòu)。
課堂練習(xí):第55頁(yè),練習(xí)A,練習(xí)B
小結(jié):本節(jié)重點(diǎn)介紹分層抽樣的方法及其局限性
課后作業(yè):第58頁(yè),習(xí)題2-1A第5、6題,
2.1.4數(shù)據(jù)的收集
教學(xué)目標(biāo):學(xué)習(xí)收集數(shù)據(jù)
教學(xué)重點(diǎn):學(xué)習(xí)收集數(shù)據(jù)
教學(xué)過程:
1.做實(shí)驗(yàn)
2.查閱資料
3.實(shí)際調(diào)查問卷
4.案例分析
統(tǒng)計(jì)活動(dòng)案例:通俗歌曲的流行趨勢(shì)
問題情境
1987年的春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)上,費(fèi)翔的“冬天里的一把火"點(diǎn)
燃了通俗歌曲在我國(guó)大陸的流行,成為當(dāng)時(shí)風(fēng)靡一時(shí)的歌曲,
也流行了很長(zhǎng)一段時(shí)間。但是,現(xiàn)在的中學(xué)生對(duì)這首歌可能就
不一定很認(rèn)同,而更多的是喜歡目前流行的歌曲。這就是通俗
歌曲流行的趨勢(shì)。
為了方便分析,我們將一個(gè)人對(duì)歌曲的喜歡程度進(jìn)行量化,
分為10個(gè)等級(jí):1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,其中“10”表示非
常喜歡,“1”表示非常不喜歡。
根據(jù)你和同學(xué)們的了解,確定每年最具有代表性的一首通
俗歌曲。由調(diào)查對(duì)象根據(jù)他自己的喜好給每首歌曲打分。調(diào)查
時(shí),要求記下被調(diào)查對(duì)象的性別與年齡,以便為分析提供可靠
的證據(jù)。
任務(wù)1:請(qǐng)你與同學(xué)們一起討論一個(gè)調(diào)查方案,然后按照
設(shè)計(jì)好的方案進(jìn)行調(diào)查。
任務(wù)2:根
據(jù)調(diào)查的
數(shù)據(jù),分
析每首通
俗歌曲的
喜好程度
與性別是
否有關(guān)系。
通俗歌曲被調(diào)查人
任務(wù)3:根
首次的C=B喜好程度
據(jù)調(diào)查的
推出的年出生年份一A(£?
數(shù)據(jù),分
份(4)(B)
析每首通
俗歌曲的
喜好程度
與年齡有
什么關(guān)系。
任務(wù)4:根
據(jù)調(diào)查的
數(shù)據(jù),計(jì)
算填寫卜
面的表格:
通俗歌曲
的名稱
以變量C為橫坐標(biāo)、以變量D為縱坐標(biāo),做出散點(diǎn)圖,并
由此分析變量D隨著變量C的變化趨勢(shì)。
任務(wù)4:根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)和分析結(jié)果,寫出調(diào)查報(bào)告,并在
全班進(jìn)行交流。
實(shí)施建議
(1)可以組成學(xué)習(xí)探究小組,集體討論,互相啟發(fā),分工合
作,形成具體可行的調(diào)查方案。調(diào)查方案的設(shè)計(jì)與討論是非常
必要,也是非常重要的,討論要充分,設(shè)計(jì)要細(xì)致。
(2)在設(shè)計(jì)調(diào)查方案時(shí),一定要討論調(diào)查問卷的設(shè)計(jì)。問
卷上欄目的設(shè)計(jì)直接影響調(diào)查的結(jié)果,要盡可能避免一些敏感
性問題。
(3)調(diào)查報(bào)告的呈現(xiàn)形式可以參考下表。
調(diào)查內(nèi)容:年
級(jí)班調(diào)查時(shí)間:
1.課題組成員、分工、貢獻(xiàn)
1.課題組成員、分工、貢獻(xiàn)
成員分工與完成情況
姓名
1.探究的過程和結(jié)果
2.主要參考資料
4.成果的自我評(píng)價(jià)(請(qǐng)說明方法或原理的合理性、特
色或創(chuàng)新點(diǎn)、不足之處等)
5.在調(diào)查的過程中發(fā)現(xiàn)和提出了哪些新問題?是如
何解決的?得到哪些很得意的結(jié)論?
6.描述在探究中的感受
(4)成果交流:建議以小組為單位,選出代表,在班級(jí)中
報(bào)告研究成果,交流研究體會(huì)。
(5)評(píng)價(jià)建議
在評(píng)價(jià)中,采用自評(píng)、互評(píng)、教師評(píng)價(jià)相結(jié)合的形式,應(yīng)
善于發(fā)現(xiàn)別人工作中的特色,可主要考慮以下幾個(gè)方面:
——求解過程和結(jié)果:合理、清楚、簡(jiǎn)潔、正確;
——獨(dú)到的思考和發(fā)現(xiàn);
——提出有價(jià)值的求解設(shè)計(jì)和有見地的新問題;
——發(fā)揮組員的特長(zhǎng),合作學(xué)習(xí)的效果。
課堂練習(xí):第58頁(yè),練習(xí)A,練習(xí)B
小結(jié):本節(jié)重點(diǎn)介紹系統(tǒng)抽樣的方法及其局限性
課后作業(yè):第58頁(yè),習(xí)題2-1A第7題,
2.2.2用樣本的數(shù)字特征估計(jì)總體的數(shù)字特征
教學(xué)目標(biāo):1.通過實(shí)例理解樣本數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差的意義和作用,學(xué)
會(huì)計(jì)算數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差。
2.進(jìn)一步你會(huì)用樣木估計(jì)總體的思想,會(huì)用樣木
的基本數(shù)字特征估計(jì)總體的基本數(shù)字特征;初步體會(huì)樣本頻率
分布和數(shù)字特征的隨機(jī)性。
1.教學(xué)重點(diǎn):通過實(shí)例理解樣本數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差的意義和
作用,學(xué)會(huì)計(jì)算數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差。進(jìn)一步體會(huì)用樣本估計(jì)
總體的思想,會(huì)用樣本的基本數(shù)字特征估計(jì)總體的基
本數(shù)字特征;初步體會(huì)樣本頻率分布和數(shù)字特征的隨
機(jī)性。
2.教學(xué)過程:
本均值:
2.樣本標(biāo)準(zhǔn)差:
3.通過例1.例2.例3.例4.例5熟悉上述兩個(gè)公式
4.用樣本估計(jì)總體時(shí),如果抽樣的方法比較合理,那么
樣本可以反映總體的信息,但從樣本得到的信息會(huì)
有偏差。在隨機(jī)抽樣中,這種偏差是不可避免的。
雖然我們用樣本數(shù)據(jù)得到的分布、均值和標(biāo)準(zhǔn)差并不是
總體的真正的分布、均值和標(biāo)準(zhǔn)差,而只是一個(gè)估
計(jì),但這種估計(jì)是合理的,特別是當(dāng)樣本量很大時(shí),
它們確實(shí)反映了總體的信息。
5.(1)如果把一組數(shù)據(jù)中的每一個(gè)數(shù)據(jù)都加上或
減去同一個(gè)共同的常數(shù),標(biāo)準(zhǔn)差不變
(2)如果把一組數(shù)據(jù)中的每一個(gè)數(shù)據(jù)乘以一個(gè)共同
的常數(shù)k,標(biāo)準(zhǔn)差變?yōu)樵瓉淼膋倍
(3)一組數(shù)據(jù)中的最大值和最小值對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差
的影響,區(qū)間的應(yīng)用;
“去掉一個(gè)最高分,去掉一個(gè)最低分”中的科學(xué)道理
課堂練習(xí):第73頁(yè),練習(xí)A,練習(xí)B
小結(jié):通過實(shí)例理解樣本數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差的意義和作用,學(xué)會(huì)計(jì)算
數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差。進(jìn)一步體會(huì)用樣本估計(jì)總體的思想,會(huì)用樣本的
基本數(shù)字特征估計(jì)總體的基本數(shù)字特征;初步體會(huì)樣本頻率分
布和數(shù)字特征的隨機(jī)性。
課后作業(yè):第74頁(yè),習(xí)題2?2A第4、5、6題,
2.3.1變量之間的相關(guān)關(guān)系
教學(xué)目標(biāo):通過收集現(xiàn)實(shí)問題中兩個(gè)有關(guān)聯(lián)變量的數(shù)據(jù)作出
散點(diǎn)圖,并利用散點(diǎn)圖直觀認(rèn)識(shí)變量間的相關(guān)關(guān)
系。
教學(xué)重點(diǎn):通過收集現(xiàn)實(shí)問題中兩個(gè)有關(guān)聯(lián)變量的數(shù)據(jù)作
出散點(diǎn)圖,并利用散點(diǎn)圖直觀認(rèn)識(shí)變量間的相關(guān)關(guān)系。
教學(xué)過程:
案例分析:
一般說來,一個(gè)人的身高越高,他的人就越大,相應(yīng)地,他的
右手一柞長(zhǎng)就越長(zhǎng),因此,人的身高與右手一杵長(zhǎng)之間存在著
一定的關(guān)系。為了對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行調(diào)查,我們收集了北京市某
中學(xué)2003年高三年級(jí)96名學(xué)生的身高與右手一掛長(zhǎng)的數(shù)據(jù)如
下表。
性右手一
身高右手一身高
別性別掛長(zhǎng)
/cm舞長(zhǎng)/cm/cm
/cm
女15218.5男17020.0
女15316.0男17021.0
女15616.0男17021.5
女15720.0男17022.0
女15817.3男17121.5
女15920.0男17121.5
女16015.0男17122.3
女16016.0男17221.5
女16017.5男17223.0
女16017.5男17320.0
女16019.0男17320.0
女16019.0男17320.0
女16019.0男17320.0
女16019.5男17321.0
女16116.1男17422.0
女16118.0男17422.0
女16218.2男17516.0
女16218.5男17520.0
女16320.0男17521.0
女16321.5男17521.2
女16417.0男17522.0
女16418.5男17616.0
女16419.0男17619.0
女16420.0男17620.0
女16515.0男17622.0
女16516.0男17622.0
第41頁(yè)共85頁(yè)
性右手一
身高右手一身高
別性別掛長(zhǎng)
/cm舞長(zhǎng)/cm/cm
/cm
女16517.5男17721.0
女16519.5男17821.0
女16619.0男17821.0
女16719.0男17822.5
女16719.0男17824.0
女16816.0男17921.5
女16819.0男17921.5
女16819.5男17923.0
女17021.0男18022.5
女17021.0男18121.1
女17021.0男18121.5
女17119.0男18123.0
女17120.0男18218.5
女17121.5男18221.5
女17218.5男18224.0
女17318.0男18321.2
女17322.0男18525.0
男16219.0男18622.0
男16419.0男19121.0
男16521.0男19123.0
男16818.0
男16819.0
男16917.0
(1)根據(jù)上表中的數(shù)據(jù),制成散點(diǎn)圖。你能從散
點(diǎn)圖中發(fā)現(xiàn)身高與右手一掛長(zhǎng)之間的近似
關(guān)系嗎?
第42頁(yè)共85頁(yè)
(2)如果近似成線性關(guān)系,請(qǐng)畫出一條直線來
近似地表示這種線性關(guān)系。
(3)如果一個(gè)學(xué)生的身高是188cm,你能估計(jì)他
的一掛大概有多長(zhǎng)嗎?
解:根據(jù)上表中的數(shù)據(jù),制成的散點(diǎn)圖如下。
從散點(diǎn)圖上可以發(fā)現(xiàn),身高與右手一掛長(zhǎng)之間的
總體趨勢(shì)是成一直線,也就是說,它們之間是線性相
關(guān)的。那么,怎樣確定這條直線呢?
同學(xué)1:選擇能反映直線變化的兩個(gè)點(diǎn),例如
(153,16),(191,23)二點(diǎn)確定一條直線。
同學(xué)2:在圖中放上一根細(xì)繩,使得上面和下面點(diǎn)
的個(gè)數(shù)相同或基本相同。
同學(xué)3:多取幾組點(diǎn)對(duì),確定幾條直線方程。再分
別算出各個(gè)直線方程斜率、截距的算術(shù)平均值,作為
所求直線的斜率、截距。
同學(xué)4:
我從左端點(diǎn)開始,取兩條直線,如下圖。再取這兩
條直線的“中間位置”作一條直線。
第43頁(yè)共85頁(yè)
同學(xué)5:我先求出相同身高同學(xué)右手一柞長(zhǎng)的平
均值,畫出散點(diǎn)圖,如下圖,再畫出近似的直線,使得
在直線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)盡可能一樣多,
30「
10
150155160165170175180185190195
同學(xué)6:我先將所有的點(diǎn)分成兩部分,一部分是
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