Ⅱ.讲授新课
例1：
古今中外，许多人致力于圆周率的研究与计算.为了计算出圆周率的越来越好的近似值，一代代的数学家为这个神秘的数贡献了无数的时间与心血.我国东汉的数学家刘徽利用“割圆术”计算圆的面积及圆周率π.“割圆术”被称为千古绝技，它的原理是用圆内接正多边形的面积去逼近圆的面积，具体计算如下：
在单位圆内作内接正六边形，其面积记为A1，边长记为a1，在此基础上作圆内接正12边形，面积记为A2，边长为a2……一直做下去，记该圆的内接正6×2n－1边形面积为An，边长为an.由于所考虑的是单位圆，计算出的An即为圆周率π的近似值，n越大，An与π越接近.
你能设计这样计算圆周率的一个算法吗？
我的思路：
应首先推导出an，an－1，An，An－1的关系.如图，设PQ为圆内接正6×2n－1边形的一边，即PQ=an－1，OR为与PQ垂直的半径，R为PQ弧的平分点，显然PR=an.
a1=1，
an=PR=
=
=
=
（n=2，3，4），
A1=6×
×1×
=
，
An=6×2n－1×
×|OR||PT|=3×2n－2an－1（n=2，3，4）.
通过上面两式，从a1＝1开始进行迭代，可逐步计算出an与An.由于所考虑的是单位圆，计算出的An即为圆周率π的近似值，n越大，An与π越接近.算法和流程图如下：
Begin
Readn
1←a
ForIfrom2ton
A←3×2I－2×a
a←Sqrt［2－2×Sqrt［1－a2/4］］；
PrintI，A，a
Endfor
End
流程图：
例2：
有一个故事是讲唐代大官杨埙提拔官员的经过.他让两个资格职位相同的候选人解答下面这个问题，谁先答出就提拔谁.“有人在林中散步，无意中听到几个强盗在商量怎样分配抢来的布匹.若每人分6匹，就剩5匹；若每人分7匹，就差8匹.问共有强盗几个？
布匹多少？
”你能用一个简单算式求出强盗个数和布匹数吗？
我的思路：
这个问题可看作二元一次方程组问题.问题的特点是给出两种分配方案，一种分法分不完，一种分法不够分.
中国古代的《九章算术》一书中搜集了许多这类问题，各题都有完整的解法，后人称这种算法为——“盈不足术”.
这种算法可以概括为两句口诀：
有余加不足，大减小来除.
公式：
（盈＋不足）÷两次所得之差＝人数，
每人所得数×人数＋盈＝物品总数，
求得强盗有（8＋5）÷（7－6）＝13（人），布匹有6×13＋5＝83（匹）.
伪代码：
Reada，b，c，d
x←（a+b）/（d－c）
y←cx+a
printx，y
流程图：
例3：
由F0=1，F1=1，Fn=Fn－2+Fn－1所定义的数列｛Fn｝，称为斐波那契数列，试设计一个求数列｛
｝的前100项的值的算法，画出流程图并用伪代码表示.
我的思路：
数列｛Fn｝有个特点，前两个数都是1，从第3个数开始，每个数都是前两个数的和，例如：
3是1和2的和；13是5和8的和等等.
此问题的算法用流程图和伪代码表示：
a←1；
b←1；
n←1；
输出n，
；
whilen<100；
n←n+1；
c←a+b；
输出n，
；
a←b；
b←c；
Endwhile
流程图：
例4：
输入两个正整数a和b（a>b），求它们的最大公约数.
解析：
求两个正整数a、b（a>b）的最大公约数，可以归结为求一数列：
a，b，r1，r2，…，rn－1，rn，rn+1，0
此数列的首项与第二项是a和b，从第三项开始的各项，分别是前两项相除所得的余数，如果余数为0，它的前项rn+1即是a和b的最大公约数，这种方法叫做欧几里得辗转相除法，其算法如下：
S1 输入a，b（a>b）；
S2 求a/b的余数r；
S3 如果r≠0，则将b→a，r→b，再次求a/b的余数r，转至S2；
S4 输出最大公约数b.
伪代码如下：
10 Reada，b
20 r←mod（a，b）
30 If r=0 then Goto80
40 Else
50 a←b
60 b←r
70 Goto20
80 Printb
流程图如下：
点评：
算法的多样性：
对于同一个问题，可以有不同的算法.例如求1+2+3+…+100的和，可以采用如下方法：
先求1+2，再加3，再加4，一直加到100，最后得到结果5050.也可以采用这样的方法：
1+2+3+…+100=（1+100）+（2+99）+（3+98）+…+（50+51）=50×101=5050.显然，对于算法来说，后一种方法更简便，而循环累加更适用于计算机解题.因此，为了有效地进行解题，不仅要保证算法正确，还要选择好的算法，即方法简单、运算步骤少，能迅速得出正确结果的算法.
例5：
求1734，816，1343的最大公约数.
分析：
三个数的最大公约数分别是每个数的约数，因此也是任意两个数的最大公约数的约数，也就是说三个数的最大公约数是其中任意两个数的最大公约数与第三个数的最大公约数.
解：
用“辗转相除法”.
先求1734和816的最大公约数，
1734=816×2+102；
816=102×8；
所以1734与816的最大公约数为102.
再求102与1343的最大公约数，
1343=102×13+17；
102=17×6.
所以1343与102的最大公约数为17，即1734，816，1343的最大公约数为17.
例6：
猴子吃桃问题：
有一堆桃子不知数目，猴子第一天吃掉一半，觉得不过瘾，又多吃了一只，第二天照此办法，吃掉剩下桃子的一半另加一个，天天如此，到第十天早上，猴子发现只剩一只桃子了，问这堆桃子原来有多少个？
解析：
此题粗看起来有些无从着手的感觉，那么怎样开始呢？
假设第一天开始时有a1只桃子，第二天有a2只……第9天有a9只，第10天有a10只.在a1，a2，…，a10中，只有a10=1是知道的，现要求a1，而我们可以看出a1，a2，…，a10之间存在一个简单的关系：
a9=2×（a10+1），
a8=2×（a9+1），
a1=2×（a2+1）.
也就是：
ai=2×（ai+1+1） i=9，8，7，6，…，1.
这就是此题的数学模型.
再考察上面从a9，a8直至a1的计算过程，这其实是一个递推过程，这种递推的方法在计算机解题中经常用到.另一方面，这九步运算从形式上完全一样，不同的只是ai的下标而已.由此，我们引入循环的处理方法，并统一用a0表示前一天的桃子数，a1表示后一天的桃子数，将算法改写如下：
S1 a1←1；｛第10天的桃子数，a1的初值｝
S2 i←9；｛计数器初值为9｝
S3 a0←2×（a1+1）；｛计算当天的桃子数｝
S4 a1←a0；｛将当天的桃子数作为下一次计算的初值｝
S5 i←i－1；
S6 若i≥1，转S3；
S7 输出a0的值；
伪代码如下：
10 a1←1
20 i←9
30 a0←2×（a1+1）
40 a1←a0.
50 i←i－1
60 If i≥1thenGoto30
70 Else
80 Printa0
流程图如下：
点评：
这是一个从具体到抽象的过程，具体方法：
（1）弄清如果由人来做，应该采取哪些步骤；
（2）对这些步骤进行归纳整理，抽象出数学模型；
（3）对其中的重复步骤，通过使用相同变量等方式求得形式的统一，然后简练地用循环解决.
Ⅲ.课堂练习
课本P301，2.
Ⅳ.课时小结
算法是在有限步骤内求解某一问题所使用的一组定义明确的规则.通俗点说，就是计算机解题的过程.
1.本节通过对解决具体问题过程与步骤的分析（如求两个数的最大公约数），体会算法的思想，进一步了解算法的含义.
2.本节通过阅读中国古代数学中的算法案例，如约分术，体会中国古代数学对世界数学发展的贡献.通过学生自己的亲身实践，亲自去解决几个算法设计的问题，才能体会到算法的基本思想.数学的其他内容与算法密切相关，如函数、数列等.我们在学习这些内容时要和算法联系起来
Ⅴ.课后作业
课本P311，3.
变式练习
1.数4557、1953、5115的最大公约数是（ ）
A.31 B.93 C.217 D.651
答案：
B
2.下面的伪代码的算法目的是（ ）
10 Readx，y
20 m←x
30 n←y
40 Ifm/n=int（m/n）thenGoto90
50 c←m－int（m/n）×n
60 m←n
70 n←c
80 Goto40
90 a←（x×y）/n
100Printa
A.求x，y的最小公倍数
B.求x，y的最大公约数
C.求x被y整除的商
D.求y除以x的余数
答案：
B
3.下面的伪代码的算法目的是 .
Read X，Y
IfX>Ythen
PrintX
Else
PrintY
Endif
答案：
输出x，y两个值中较大的一个值
4.下面的伪代码的算法目的是 .
Read a，b，c，
Ifa>bthen
t←a
a←b
b←t
Elseifa>cthen
t←a
a←c
c←t
Elseifb>cthen
t←b
b←c
c←b
Endif
Printa，b，c
答案：
输入三个数，要求由小到大的顺序输出
5.流程图填空：
输入x的值，通过函数y=
求出y的值.其算法流程图如下：
答案：
①x ②1≤x<10 ③3x－11
6.根据下面的流程图写出其算法的伪代码.
答案：
解：
这是计算2+4+6+…+200的一个算法，可以用循环语句表示为
T←0
ForIfrom2to200step2
T←T+I
Endfor
7.输入一个华氏温度，要求输出摄氏温度.公式为C=
（F－32）.写出其算法的伪代码.
答案：
解：
这是顺序结构.其伪代码如下：
ReadF
C←
（F－32）
PrintC
8.一个小球从100m高度自由落下，每次落地后反跳回原高度的一半，再落下.设计一个算法，求它在第10次落地时共经过多少米？
第10次反弹多高？
画出流程图并用伪代码表示.
答案：
解：
这是一个循环结构，可以用循环语句实现.
伪代码：
S←100
H←S/2
Fornfrom2to10
S←S+2×H
H←H/2
Endfor
PrintS，H
流程图：
9.用秦九韶算法求多项式
f（x）=3x6+12x5+8x4－3.5x3+7.2x2+5x－13当x=6时的值.
答案：
243168.2.
10.区间二分法是求方程近似解的常用算法，其解法步骤为
S1 取［a，b］的中点x0=（a+b）/2；
S2 若f（x0）=0，则x0就是方程的根，否则
若f（a）f（x0）>0，则a←x0；否则b←x0；
S3 若|a－b|写出用区间二分法求方程2x3－4x2+3x－6=0在区间（－10，10）之间的一个近似解（误差不超过0.001）的一个算法.
答案：
解：
伪代码：
10 Reada，b，c
20 x0←（a+b）/2
30 f（a）←2a3－4a2+3a－6
40 f（x0）←2x3－4x2+3x－6
50 Iff（x0）=0thenGoto120
60 Iff（a）f（x0）<0then
70 b←x0
80 Else
90 a←x0
100 Endif
110 If|a－b|≥c thenGoto20
120 Printx0
流程图：
11.求三个数390，455，546的最大公约数.
答案：
13.
12.迭代法是用于求方程或方程组近似根的一种常用的算法设计方法.设方程为f（x）=0，用某种数学方法导出等价的形式x=g（x），然后按以下步骤执行：
（1）选一个方程的近似根，赋给变量x0；
（2）将x0的值保存于变量x1，然后计算g（x1），并将结果存于变量x0；
（3）当x0与x1的差的绝对值还小于指定的精度要求时，重复步骤
（2）的计算.
若方程有根，则按上述方法求得的x0就认为是方程的根.试用迭代法求某个数的平方根，用流程图和伪代码表示问题的算法.
已知求平方根的迭代公式为x1=
（x0+
）.
答案：
解：
设平方根的解为x，可假定一个初值x0=a/2（估计值），根据迭代公式得到一个新的值x1，这个新值比初值x0更接近要求的值x；再以新值作为初值，即x1→x0，重新按原来的方法求x1，重复这一过程直到|x1－x0|<ε（某一给定的精度）.此时可将x0作为问题的解.
伪代码：
Read x0，ε
Repeat
x1←（x0+a/x0）/2
r←|x1－x0|
x0←x1
Until r<ε
Print x0
流程图：
13.写出计算1+2!
+3!
+…+20!
的算法的伪代码和流程图.
答案：
解析：
这是一个循环结构，可以用循环语句实现.
伪代码和流程图如下：
T←1
S←0
Fornfrom1to20
T←T×n
S←S+T
Endfor
PrintS
14.未知数的个数多于方程个数的方程（组）叫做不定方程.最早提出不定方程的是我国的《九章算术》.
实际生活中有很多不定方程的例子，例如“百鸡问题”：
公元五世纪末，我国古代数学家张丘建在《算经》中提出了“百鸡问题”：
“鸡母一，值钱三；鸡翁一，值钱二；鸡雏二，值钱一.百钱买百鸡，问鸡翁、母、雏各几何？
”
算法设计：
（1）设母鸡、公鸡、小鸡数分别为I、J、K，则应满足如下条件：
I+J+K=100；3I+2J+1/2K=100.
（2）先分析一下三个变量的可能值.①I的最小值可能为零，若全部钱用来买母鸡，最多只能买33只，故I的值为0～33中的整数.②J的最小值为零，最大值为50.③K的最小值为零，最大值为100.
（3）对I、J、K三个未知数来说，I取值范围最少.为提高程序的效率，先考虑对I的值进行一一列举.
（4）在固定一个I的值的前提下，再对J值进行一一列举.
（5）对于每个I，J，怎样去寻找满足百钱买百鸡条件的K.由于I，J值已设定，便可由下式得到：
K=100－I－J.
（6）这时的I，J，K是一组可能解，它只满足“百鸡”条件，还未满足“百钱”条件.是否真实解，还要看它们是否满足3I+2J+1/2K=100，满足即为所求解.
根据上述算法思想，画出流程图并用伪代码表示.
答案：
解：
这是一个循环结构的嵌套，可以用循环语句实现.
伪代码：
ForIfrom0to32
ForJfrom0to49
K←100－I－J
If3I+2J+0.5K=100then
PrintI，J，K
Endfor
Endfor
流程图：
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