2019版高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第十章 算法初步 第63講 算法與程序框圖學(xué)案

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1、 第63講 算法與程序框圖 考綱要求 考情分析 命題趨勢(shì) 1.了解算法的含義,了解算法的思想. 2.理解程序框圖的三種基本邏輯結(jié)構(gòu):順序結(jié)構(gòu)、條件結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu). 3.理解幾種基本算法語(yǔ)句——輸入語(yǔ)句、輸出語(yǔ)句、賦值語(yǔ)句、條件語(yǔ)句、循環(huán)語(yǔ)句的含義. 2017·全國(guó)卷Ⅰ,8 2017·全國(guó)卷Ⅱ,8 2017·山東卷,6 2016·全國(guó)卷Ⅰ,9 2016·全國(guó)卷Ⅱ,8 程序框圖中的條件分支結(jié)構(gòu)及循環(huán)結(jié)構(gòu)是高考對(duì)算法考查的主要內(nèi)容,常與函數(shù)求值、方程求解、不等式求解、數(shù)列求和、統(tǒng)計(jì)量計(jì)算等問(wèn)題交匯命題;給出程序框圖的全部或部分,讀出其功能,執(zhí)行該程序框圖并求輸出結(jié)果及補(bǔ)

2、齊框圖是高考熱點(diǎn). 分值:5分 1.算法的含義與程序框圖 (1)算法:算法是指按照一定規(guī)則解決__某一類(lèi)__問(wèn)題的明確和__有限的__步驟. (2)程序框圖:程序框圖又稱(chēng)流程圖,是一種用__程序框__、__流程線__及__文字說(shuō)明__來(lái)表示算法的圖形. (3)程序框圖中圖形符號(hào)的含義 圖形符號(hào) 名稱(chēng) 功能 __終端框(起止框)__ 表示一個(gè)算法的__起始__和__結(jié)束__ __輸入、輸出框__ 表示一個(gè)算法__輸入__和__輸出__的信息 __處理框(執(zhí)行框)__ 賦值、計(jì)算 __判斷框__ 判斷某一條件是否成立,成立時(shí)在出口處標(biāo)明“是”

3、或“Y”;不成立時(shí)標(biāo)明“否”或“N” 流程線 連接程序框 ○ 連接點(diǎn) 連接程序框圖的兩部分 2.三種基本邏輯結(jié)構(gòu)及相應(yīng)語(yǔ)句 名稱(chēng) 示意圖 相應(yīng)語(yǔ)句 順序 結(jié)構(gòu) ①輸入語(yǔ)句: INPUT “提示內(nèi)容”;變量 ②輸出語(yǔ)句: PRINT “提示內(nèi)容”;表達(dá)式 ③賦值語(yǔ)句:__變量=表達(dá)式__ 條件 結(jié)構(gòu) IF 條件 THEN 語(yǔ)句體 END IF IF 條件 THEN 語(yǔ)句體1 __ELSE__ 語(yǔ)句體2 END IF 循 環(huán) 結(jié) 構(gòu) 直到型循環(huán)結(jié)構(gòu) __DO__

4、 循環(huán)體 LOOP UNTIL 條件 當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu) __WHILE__條件 循環(huán)體 __WEND__ 1.思維辨析(在括號(hào)內(nèi)打“√”或“×”). (1)算法的每一步都有確定的意義,且可以無(wú)限地運(yùn)算.( × ) (2)一個(gè)程序框圖一定包含順序結(jié)構(gòu),也包含條件結(jié)構(gòu)(選擇結(jié)構(gòu))和循環(huán)結(jié)構(gòu).( × ) (3)一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)一定包含條件結(jié)構(gòu).( √ ) (4)當(dāng)型循環(huán)是給定條件不成立時(shí),執(zhí)行循環(huán)體,反復(fù)進(jìn)行,直到條件成立為止.( × ) 2.閱讀如圖的程序框圖,若輸入x=2,則輸出的y值為_(kāi)_1__. 解析 ∵2>0,∴y=2×2-3=1. 第2題圖  

5、         第3題圖 3.如圖所示,程序框圖(算法流程圖)的輸出結(jié)果為_(kāi)___. 解析 第一次循環(huán)后:s=0+,n=4;第二次循環(huán)后:s=0++,n=6;第三次循環(huán)后:s=0+++,n=8,跳出循環(huán),輸出s=0+++=. 4.已知函數(shù)y=如圖是給定x的值,求其對(duì)應(yīng)的函數(shù)值y的程序框圖,①處應(yīng)填寫(xiě)__x<2?__;②處應(yīng)填寫(xiě)__y=log2x__.    第4題圖         第5題圖 解析 由框圖可知只要滿(mǎn)足①中的條件則對(duì)應(yīng)的函數(shù)解析式為y=2-x,故此處應(yīng)填寫(xiě)“x<2?”,則②處應(yīng)填寫(xiě)y=log2x. 5.閱讀程序: 若x=-4,輸出結(jié)果為_(kāi)_負(fù)數(shù)__, 若x=9

6、,輸出結(jié)果為_(kāi)_3__. 解析 該算法程序中使用的是條件語(yǔ)句,根據(jù)其特征可得出結(jié)果. 一 順序結(jié)構(gòu)與條件結(jié)構(gòu) (1)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(yǔ)句與語(yǔ)句之間、框與框之間是按從上到下的順序進(jìn)行的. (2)條件結(jié)構(gòu):利用條件結(jié)構(gòu)解決算法問(wèn)題時(shí),重點(diǎn)是判斷框,判斷框內(nèi)的條件不同,對(duì)應(yīng)的下一圖框中的內(nèi)容和操作要相應(yīng)地進(jìn)行變化,故要重點(diǎn)分析判斷框內(nèi)的條件是否滿(mǎn)足.  【例1】 (1)根據(jù)圖(1)的框圖,對(duì)大于2的整數(shù)n,輸出的數(shù)列的通項(xiàng)公式是( C ) A.a(chǎn)n=2n   B.a(chǎn)n=2(n-1) C.a(chǎn)n=2n   D.a(chǎn)n=2n-1 (2)運(yùn)行如圖(2)所示的程

7、序框圖,輸出A,B,C的一組數(shù)據(jù)為,-1,2,則在兩個(gè)判斷框內(nèi)的橫線上分別應(yīng)填( A ) A.垂直、相切     B.平行、相交 C.垂直、相離     D.平行、相切 解析 (1)由程序框圖可知:a1=2×1=2,a2=2×2=22,a3=2×4=23,a4=2×8=24,…歸納可得an=2n,故選C. (2)順序執(zhí)行程序,由輸出結(jié)果可知,直線Ax+By+C=0應(yīng)為x-y+2=0.根據(jù)斜率之間的關(guān)系可判斷與直線x+y-1=0垂直,又點(diǎn)(0,0)到直線x-y+2=0的距離d==1=r.所以直線x-y+2=0與圓x2+y2=1相切,所以第一個(gè)判斷框中應(yīng)是垂直,第二個(gè)判斷框中應(yīng)是相切.

8、 二 循環(huán)結(jié)構(gòu) 循環(huán)結(jié)構(gòu)的常考類(lèi)型及解題思路 (1)確定循環(huán)次數(shù):分析進(jìn)入或退出循環(huán)體的條件,確定循環(huán)次數(shù). (2)完善程序框圖:結(jié)合初始條件和輸出結(jié)果,分析控制循環(huán)的變量應(yīng)滿(mǎn)足的條件或累加、累乘的變量的表達(dá)式. (3)辨析循環(huán)功能:執(zhí)行程序若干次,即可判斷. 【例2】 (1)(2017·全國(guó)卷Ⅱ)執(zhí)行圖(3)的程序框圖,如果輸入的a=-1,則輸出的S=( B ) A.2   B.3     C.4   D.5   圖(3) 圖(4) (2)(2017·全國(guó)卷Ⅰ)圖(4)的程序框圖是為了求出滿(mǎn)足3n-2n>1 000的最小偶數(shù)n,那么在和兩個(gè)空白框中,可以分別填入

9、( D ) A.A>1 000和n=n+1     B.A>1 000和n=n+2 C.A≤1 000和n=n+1     D.A≤1 000和n=n+2 解析 (1)運(yùn)行程序框圖,a=-1,S=0,K=1,K≤6成立; S=0+(-1)×1=-1,a=1,K=2,K≤6成立; S=-1+1×2=1,a=-1,K=3,K≤6成立; S=1+(-1)×3=-2,a=1,K=4,K≤6成立; S=-2+1×4=2,a=-1,K=5,K≤6成立; S=2+(-1)×5=-3,a=1,K=6,K≤6成立; S=-3+1×6=3,a=-1,K=7,K≤6不成立,輸出S=3. (2

10、)程序框圖中A=3n-2n,故判斷框中應(yīng)填入A≤1 000,由于初始值n=0,要求滿(mǎn)足A=3n-2n>1 000的最小偶數(shù),故執(zhí)行框中應(yīng)填入n=n+2,故選D. 三 基本算法語(yǔ)句 基本算法語(yǔ)句的兩點(diǎn)要求 (1)輸入語(yǔ)句的要求 ①輸入語(yǔ)句要求輸入的值是具體的常量; ②提示內(nèi)容提示用戶(hù)輸入的是什么信息,必須加雙引號(hào),提示內(nèi)容“原原本本”地在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示,提示內(nèi)容與變量之間要用分號(hào)隔開(kāi). (2)輸出語(yǔ)句的要求 ①表達(dá)式是算法和程序要求輸出的信息; ②提示內(nèi)容提示用戶(hù)要輸出的是什么信息,必須加雙引號(hào),提示內(nèi)容和表達(dá)式要用分號(hào)分開(kāi). (3)輸出語(yǔ)句可以一次完成輸出多個(gè)表達(dá)式的功

11、能,不同的表達(dá)式之間可用“,”分隔;輸出語(yǔ)句還可以是“提示內(nèi)容1”;表達(dá)式1,“提示內(nèi)容2”;表達(dá)式2,“提示內(nèi)容3”;表達(dá)式3,……的形式,例如,PRINT“a,b,c”;a,b,c和PRINT“a”;a,“b”;b,“c”;c. 【例3】 (1)執(zhí)行圖(5)的算法語(yǔ)句,當(dāng)輸入x為60時(shí),輸出y的值為( C ) A.25   B.30     C.31   D.61 (2)設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算1×3×5×7×9×11×13的算法,如圖(6)給出了程序的一部分,則在①處不能填入的數(shù)是( A ) A.13   B.13.5 C.14   D.14.5 解析 (1)該語(yǔ)句表示分段函數(shù)y=

12、 當(dāng)x=60時(shí),y=25+0.6×(60-50)=31. ∴輸出y的值為31. (2)若填13,當(dāng)i=11+2=13時(shí),不滿(mǎn)足條件,終止循環(huán),因此得到的是1×3×5×7×9×11的計(jì)算結(jié)果,故不能填13,但填的數(shù)字只要超過(guò)13且不超過(guò)15均可保證終止循環(huán)時(shí),得到的是1×3×5×7×9×11×13的計(jì)算結(jié)果. 四 算法案例 (1)更相減損術(shù)和輾轉(zhuǎn)相除法能求出兩個(gè)正數(shù)的最大公約數(shù),但后者比前者簡(jiǎn)單,了解這兩種方法,能對(duì)中國(guó)古代數(shù)學(xué)與世界數(shù)學(xué)的發(fā)展進(jìn)行比較. (2)秦九韶算法是中國(guó)古代在計(jì)算多項(xiàng)式值方面的優(yōu)秀方法,在應(yīng)用時(shí)要注意以下幾點(diǎn): ①正確改寫(xiě)多項(xiàng)式(降冪排列);②計(jì)算應(yīng)由

13、內(nèi)向外依次計(jì)算;③當(dāng)多項(xiàng)式函數(shù)中間出現(xiàn)空項(xiàng)式,要以系數(shù)為零的齊次項(xiàng)補(bǔ)充. (3)數(shù)的進(jìn)制轉(zhuǎn)換是算法案例之一,是計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的基礎(chǔ). 【例4】 (1)3743(8)=__2_019__(十進(jìn)制數(shù))=__11111100011__(二進(jìn)制數(shù)). (2)用輾轉(zhuǎn)相除法求得378和90的最大公約數(shù)為_(kāi)_18__;用更相減損術(shù)求得80和36的最大公約數(shù)為_(kāi)_4__. (3)用秦九韶算法求多項(xiàng)式f(x)=3x6+12x5+8x4-3.5x3+7.2x2+5x-13,則f(6)=__243_168.2__. 解析 (1)3743(8)=3×83+7×82+4×8+3=2 019, 2 019=210

14、+29+28+27+26+25+2+1=11111100011(2). (2)∵378=90×4+18,90=18×5+0, ∴378與90的最大公約數(shù)是18. ∵80-36=44,44-36=8,36-8=28,28-8=20,20-8=12,12-8=4,8-4=4,4-4=0, ∴80和36的最大公約數(shù)是4. (3)f(x)=(((((3x+12)x+8)x-3.5)x+7.2)x+5)x-13, v0=3,v1=3×6+12=30, v2=v1x+8=30×6+8=188, v3=v2x-3.5=188×6-3.5=1 124.5, v4=v3x+7.2=1 124.

15、5×6+7.2=6 754.2, v5=v4x+5=6 754.2×6+5=40 530.2, v6=v5x-13=40 530.2×6-13=243 168.2, ∴f(6)=243 168.2. 1.(2017·山東卷)執(zhí)行兩次下圖所示的程序框圖,若第一次輸入的x的值為7,第二次輸入的x的值為9,則第一次、第二次輸出的a的值分別為( D ) A.0,0   B.1,1     C.0,1   D.1,0 解析 當(dāng)輸入x=7時(shí),b=2,因?yàn)閎2>x不成立,且x不能被b整除,故b=3,這時(shí)b2>x成立,故a=1,輸出a的值為1.當(dāng)輸入x=9時(shí),b=2,因?yàn)閎2>x不成立,

16、且x不能被b整除,故b=3,這時(shí)b2>x不成立且x能被b整除,故a=0,輸出a的值為0. 2.(2016·全國(guó)卷Ⅰ)執(zhí)行下面的程序框圖,如果輸入的x=0,y=1,n=1,則輸出x,y的值滿(mǎn)足( C ) A.y=2x   B.y=3x   C.y=4x   D.y=5x 解析 x=0,y=1,n=1;x=0,y=1,n=2;x=,y=2,n=3;x=,y=6,此時(shí)x2+y2>36,輸出x=,y=6,滿(mǎn)足y=4x,故選C. 3.如圖,程序執(zhí)行后輸出的結(jié)果是__990__. 解析 程序反映出的算法過(guò)程為 i=11?S=11×1,i=10; i=10?S=11×10,i=9;

17、 i=9?S=11×10×9,i=8; i=8<9退出循環(huán),執(zhí)行“PRINT S”. 故S=990. 4.用秦九韶算法求多項(xiàng)式f(x)=8x7+5x6+3x4+2x+1,則f(2)=__1_397__. 解析 根據(jù)秦九韶算法,把多項(xiàng)式改寫(xiě)成如下形式: f(x)=8x7+5x6+0·x5+3·x4+0·x3+0·x2+2x+1 =((((((8x+5)x+0)x+3)x+0)x+0)x+2)x+1. 而x=2,所以有v0=8, v1=8×2+5=21, v2=21×2+0=42, v3=42×2+3=87, v4=87×2+0=174, v5=174×2+0=348,

18、v6=348×2+2=698, v7=698×2+1=1 397. 所以當(dāng)x=2時(shí),f(2)=1 397. 易錯(cuò)點(diǎn) 對(duì)循環(huán)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)不清晰 錯(cuò)因分析:執(zhí)行循環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí),當(dāng)判斷框中的條件滿(mǎn)足時(shí)執(zhí)行循環(huán).當(dāng)判斷框中的條件不滿(mǎn)足時(shí)結(jié)束循環(huán),并判斷輸出結(jié)果是否正確. 【例1】 如下圖所示是一算法的程序框圖,若此程序運(yùn)行結(jié)果為S=720,則在判斷框中應(yīng)填入關(guān)于k的判斷條件是(  ) A.k≥6?   B.k≥7?     C.k≥8?   D.k≥9? 解析 第一次運(yùn)行結(jié)果為S=10,k=9;第二次運(yùn)行結(jié)果為S=10×9=90,k=8;第三次運(yùn)行結(jié)果為S=720,k=7.這個(gè)程序

19、滿(mǎn)足判斷框的條件時(shí)執(zhí)行循環(huán),故判斷框中填“k≥8?”. 答案 C 【跟蹤訓(xùn)練1】 執(zhí)行如下圖所示程序框圖,若輸出的S值為-52,則條件框內(nèi)應(yīng)填寫(xiě)( B ) A.i<4?   B.i<6? C.i<5?   D.i>5? 解析 第一次循環(huán):S=10-2=8,i=2; 第二次循環(huán):S=4,i=3;第三次循環(huán):S=-4,i=4; 第四次循環(huán):S=-20,i=5;第五次循環(huán):S=-52,i=6; 結(jié)束循環(huán),∴應(yīng)填寫(xiě)i<6?. 課時(shí)達(dá)標(biāo) 第63講 [解密考綱]算法與程序框圖在高考中常以選擇題、填空題的形式出現(xiàn). 一、選擇題 1.(2017·天津卷)閱讀如圖所示的程序框圖,運(yùn)行

20、相應(yīng)的程序,若輸入N的值為24,則輸出N的值為( C ) A.0   B.1   C.2   D.3 解析 第一次循環(huán),24能被3整除,N==8>3;第二次循環(huán),8不能被3整除,N=8-1=7>3;第三次循環(huán),7不能被3整除,N=7-1=6>3;第四次循環(huán),6能被3整除,N==2<3,結(jié)束循環(huán),故輸出N的值為2,故選C. 2.執(zhí)行如圖所示的框圖,若輸入的N是6,則輸出的p的值是( B ) A.120   B.720     C.1 440   D.5 040 解析 第一次循環(huán):p=1,k=2;第二次循環(huán):p=2,k=3;第三次循環(huán):p=6,k=4;第四次循環(huán):p=24,

21、k=5;第五次循環(huán):p=120,k=6;第六次循環(huán):p=720.此時(shí)條件不成立,輸出720,故選B. 3.執(zhí)行如圖所示的程序框圖,則輸出的結(jié)果是( C ) A.14   B.15     C.16   D.17 解析 由程序框圖可知,從n=1到n=13,S=0+log2+log2+…+log2=log2>-3;當(dāng)n=14時(shí),執(zhí)行循環(huán),得S=-3,n=14+1=15,繼續(xù)進(jìn)行循環(huán),得S=-3+log2,n=15+1=16,滿(mǎn)足條件,結(jié)束循環(huán),輸出16,故選C. 4.給出一個(gè)程序框圖如圖,則輸出x的值是( C ) A.39   B.41     C.43   D.45 解析

22、 由程序框圖可知,S=5+7+9+…+2n+3,只要S<480,就再一次進(jìn)入循環(huán)體循環(huán),直到首次出現(xiàn)S≥480,才跳出循環(huán)體,輸出x,程序運(yùn)行結(jié)束.由S=5+7+9+…+2n+3=n2+4n≥480,得n≥20,所以x=2×20+3=43. 5.(2017·全國(guó)卷Ⅲ)執(zhí)行圖的程序框圖,為使輸出S的值小于91,則輸入的正整數(shù)N的最小值為( D ) A.5   B.4     C.3   D.2 解析 S=0+100=100,M=-10,t=2,100>91;S=100-10=90,M=1,t=3,90<91,輸出S,此時(shí),t=3不滿(mǎn)足t≤N,所以輸入正整數(shù)N的最小值為2,故選D.

23、6.(2016·全國(guó)卷Ⅱ)中國(guó)古代有計(jì)算多項(xiàng)式值的秦九韶算法,如圖是實(shí)現(xiàn)該算法的程序框圖.執(zhí)行該程序框圖,若輸入的x=2,n=2,依次輸入的a為2,2,5,則輸出的s=( C ) A.7   B.12     C.17   D.34 解析 由程序框圖知,第一次循環(huán):x=2,n=2,a=2,s=0×2+2=2,k=1;第二次循環(huán):a=2,s=2×2+2=6,k=2;第三次循環(huán):a=5,s=6×2+5=17,k=3.結(jié)束循環(huán),輸出s的值為17,故選C. 7.如圖所示,程序框圖(算法流程圖)的輸出結(jié)果是( D ) A.   B.     C.   D. 解析 2<8,s=0+=

24、,n=2+2=4;4<8,s=+=, n=4+2=6;6<8,s=+=,n=6+2=8.由8<8 不成立,可知輸出. 8.某程序框圖如圖所示,若該程序運(yùn)行后輸出的值是,則( A ) A.a(chǎn)=4   B.a(chǎn)=5 C.a(chǎn)=6   D.a(chǎn)=7 解析 該程序框圖的功能為計(jì)算1+++…+=2-的值,由已知輸出的值為,可得2-=,解得a=4.  二、填空題 9.如圖(1)是某縣參加2017年高考的學(xué)生身高條形統(tǒng)計(jì)圖,從左到右的各條形表示的學(xué)生人數(shù)依次記為A1,A2,…,A10(如A2表示身高(單位:cm)在[150,155)內(nèi)的學(xué)生人數(shù)).圖(2)是統(tǒng)計(jì)圖(1)中身高在一定范圍內(nèi)學(xué)生人數(shù)

25、的一個(gè)程序框圖.現(xiàn)要統(tǒng)計(jì)身高在160~180 cm(含160 cm,不含180 cm)的學(xué)生人數(shù),則在流程圖中的判斷框內(nèi)應(yīng)填寫(xiě)__i<8?(或i≤7?)__.    圖(1)            圖(2) 解析 統(tǒng)計(jì)身高在160~180 cm的學(xué)生人數(shù),即求A4+A5+A6+A7的值.當(dāng)4≤i≤7時(shí),符合要求. 10.執(zhí)行如圖所示的程序框圖,輸出的S的值為_(kāi)_4__. 解析 i=1,S==-1;i=2,S==; i=3,S==;i=4,S==4; i=5,S== -1. 所以S的取值具有周期性,周期為4.由i+1≥2 017,得i≥2 016.所以當(dāng)i=2 016時(shí),輸出

26、S,此時(shí)i=2 016=504 ×4,所以輸出S的值和i=4時(shí)S的值相同,所以輸出的S的值為4. 11.已知數(shù)列{an}中,a1=1,an+1=an+n,利用如圖所示的程序框圖輸出該數(shù)列的第10項(xiàng),則判斷框中應(yīng)填的語(yǔ)句是n<__10__(填一個(gè)整數(shù)值). 解析 循環(huán)開(kāi)始前:n=1,m=1;循環(huán)1次:m=2,n=2;循環(huán)2次:m=4,n=3,…;循環(huán)9次:n=10,循環(huán)結(jié)束,輸出結(jié)果,故n<10. 12.(2017·江蘇卷)如圖是一個(gè)算法流程圖,若輸入x的值為,則輸出y的值是__-2__. 解析 由流程圖可得y=所以當(dāng)輸入的x的值為時(shí),y=2+log2=2-4=-2. 16

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