第一章算法初步1.1算法与程序框图1.1.1算法的概念高中新课程数学必修③一个人带着三只狼和三只羊过河,只有一条船,同船可容纳一个人和两只动物,没有人在的时候,如果狼的数量不少于羊的数量狼就会吃羊.该人如何将动物转移过河?问题提出t57301p21.用计算机解二元一次方程组exe2.在上述解二元一次方程组的过程中,计算机是按照一定的指令来工作的,其中最基础的数学理论就是算法,本节课我们就来学习:知识探究(一):算法的概念思考1:在初中,对于解二元一次方程组你学过哪些方法?思考2:用加减消元法解二元一次方程组x-2y=-1①2x+y=1②的具体步骤是什么?加减消元法和代入消元法思考2:用加减消元法解二元一次方程组的具体步骤是什么?2121xyxy①+②×2,得5x=1.③15x15x15x解③,得.15x②-①×2,得5y=3.④解④,得.35y第一步,第二步,第三步,第四步,第五步,得到方程组的解为.1535xy2121xyxy①②思考3:参照上述思路,一般地,解方程组的基本步骤是什么?111axbyc222axbyc12210abab()②①2b1b第一步,①×-×②,得.③12212112()ababxbcbc第二步,解③,得.21121221bcbcxabab第三步,②×-×①,得.④1a2a12211221()ababyacac第四步,解④,得.12211221acacyabab第五步,得到方程组的解为2112122112211221bcbcxababacacyabab思考4:根据上述分析,用加减消元法解二元一次方程组,可以分为五个步骤进行,这五个步骤就构成了解二元一次方程组的一个“算法”.我们再根据这一算法编制计算机程序,就可以让计算机来解二元一次方程组.那么解二元一次方程组的算法包括哪些内容?思考5:一般地,算法是由按照一定规则解决某一类问题的基本步骤组成的.你认为:(1)这些步骤的个数是有限的还是无限的?(2)每个步骤是否有明确的计算任务?思考6:有人对哥德巴赫猜想“任何大于4的偶数都能写成两个质数之和”设计了如下操作步骤:第一步,检验6=3+3,第二步,检验8=3+5,第三步,检验10=5+5,……利用计算机无穷地进行下去!请问:这是一个算法吗?思考7:根据上述分析,你能归纳出算法的概念吗?在数学中,按照一定规则解决某一类问题的明确和有限的步骤称为算法.一个人带着三只狼和三只羊过河,只有一条船,同船可容纳一个人和两只动物,没有人在的时候,如果狼的数量不少于羊的数量狼就会吃羊.该人如何将动物转移过河?分析:任何动物同船不用考虑动物的争斗但需考虑承载的数量,还应考虑到两岸的动物都得保证狼的数量要小于羚羊的数量,故在算法的构造过程中尽可能保证船里面有狼,这样才能使得两岸的羚羊数量占到优势.解:具体算法如下:算法步骤:第一步:人带两只狼过河,并自己返回.第二步:人带一只狼过河,自己返回.第三步:人带两只羚羊过河,并带两只狼返回.第四步:人带一只羊过河,自己返回.第五步:人带两只狼过河.知识探究(二):算法的步骤设计思考1:如果让计算机判断7是否为质数,如何设计算法步骤?第一步,用2除7,得到余数1,所以2不能整除7.第四步,用5除7,得到余数2,所以5不能整除7.第五步,用6除7,得到余数1,所以6不能整除7.第二步,用3除7,得到余数1,所以3不能整除7.第三步,用4除7,得到余数3,所以4不能整除7.因此,7是质数.思考2:如果让计算机判断35是否为质数,如何设计算法步骤?第一步,用2除35,得到余数1,所以2不能整除35.第二步,用3除35,得到余数2,所以3不能整除35.第三步,用4除35,得到余数3,所以4不能整除35.第四步,用5除35,得到余数0,所以5能整除35.因此,35不是质数.思考3:整数89是否为质数?如果让计算机判断89是否为质数,按照上述算法需要设计多少个步骤?第一步,用2除89,得到余数1,所以2不能整除89.第二步,用3除89,得到余数2,所以3不能整除89.第三步,用4除89,得到余数1,所以4不能整除89.……………………第八十七步,用88除89,得到余数1,所以88不能整除89.因此,89是质数.思考4:用2~88逐一去除89求余数,需要87个步骤,这些步骤基本是重复操作,我们可以按下面的思路改进这个算法,减少算法的步骤....