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双峰一中高一数学必修三教案
课题
§1.3.2 秦九邵算法
课型
新课
教学目标
(一)了解秦九韶算法的计算过程,并理解利用秦九韶算法可以减少计算次数提高计算效率的实质。(二)模仿秦九韶计算方法,体会古人计算构思的巧妙。
(三)通过对秦九韶算法的学习,了解中国古代数学家对数学的贡献,充分认识到我国文化历史的悠久。充分认识信息技术对数学的促进。
教学过程
教学内容
备注
一、
自主学习
阅读教材P37-P39思考以下问题:
(1)秦九邵算法的运算原理
(2) 秦九邵算法的程序框图和程序
二、
质疑提问
1.辗转相除法和更相减损术,是求两个正整数的最大公约数的优秀算法,我们将算法转化为程序后,就可以由计算机来执行运算,实现了古代数学与现代信息技术的完美结合. 2.对于求n次多项式的值,在我国古代数学中有一个优秀算法,即秦九韶算法,我们将对这个算法作些了解和探究.
三、
问题探究
知识探究:秦九邵算法
思考1 21325算法1:需要(5+4+3+2)=14次乘法,5次加法算法2:需要5次乘法,5次加法 秦九韶算法思考2 18556
思考3:利用后一种算法求多项式f(x)=anxn+an-1xn-1+…+a1x+a0的值,这个多项式应写成哪种形式?
f(x)=anxn+an-1xn-1+…+a1x+a0=(anxn-1+an-1xn-2+…+a2x+a1)x+a0
=((anxn-2+an-1xn-3+…+a2)x+a1)x+a0=…
=(…((anx+an-1)x+an-2)x+…+a1)x+a0.
思考4:对于f(x)=(…((anx+an-1)x+an-2)x+…+a1)x+a0,由内向外逐层计算一次多项式的值,其算法步骤如何?
第一步,计算v1=anx+an-1.
第二步,计算v2=v1x+an-2.
第三步,计算v3=v2x+an-3.
…
第n步,计算vn=vn-1x+a0.
思考5:上述求多项式f(x)=anxn+an-1xn-1+…+a1x+a0的值的方法称为秦九韶算法,利用该算法求f(x0)的值,一共需要多少次乘法运算,多少次加法运算?
思考6:在秦九韶算法中,记v0=an,那么第k步的算式是什么?
vk=vk-1x+an-k (k=1,2,…,n)
例1 阅读下列程序,说明它解决的实际问题是什么?
例2 求多项式,在x=a时的值.
四、
课堂检测
1、如果执行右面的程序框图,那么输出的 ( )
否
是
A.22 B.46 C. D.190
答案 C
2、某程序框图如图所示,该程序运行后输出的的
值是 ( )
A. B. C. D.
【解析】对于,而对于,则
,后面是,不
符合条件时输出的.
答案 A
3、阅读上(右)图的程序框图,则输出的S= ( )
A 26 B 35 C 40 D 57
【解析】当时,;当时,;当
时,;当时,;当时,
;当时,,故选择C。
答案 C
4、程序框图上(右)(即算法流程图)如图所示,其输入结果是_______。
【解析】根据流程图可得的取值依次为1、3、7、15、31、63……
答案 127
点评:秦九韶算法适用一般的多项式f(x)=anxn+an-1xn-1+….+a1x+a0的求值问题。直接法乘法运算的次数最多可到达,加法最多n次。秦九韶算法通过转化把乘法运算的次数减少到最多n次,加法最多n次。
5、已知多项式函数f(x)=2x5-5x4-4x3+3x2-6x+7,求当x=5
时的函数的值。
解析:把多项式变形为:f(x)= 2x5-5x4-4x3+3x2-6x+7
=((((2x-5)x-4)x+3)x-6)x+7
计算的过程可以列表表示为:
多项式x系数
2
-5
-4
3
-6
7
运算
运算所得的值
10
25
105
540
2670
+
变形后x的"系数"
2
5
21
108
534
2677
*5
最后的系数2677即为所求的值
算法过程:
v0=2
v1=2×5-5=5
v2=5×5-4=21
v3=21×5+3=108
v4=108×5-6=534
v5=534×5+7=2677
五、
小结评价
一个算法好坏的一个重要标志是运算的次数,如果一个算法从理论上需要超出计算机允许范围内的运算次数,那么这样的算法就只能是一个理论算法.在多项式求值的各种算法中,秦九韶算法是一个优秀算法.