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PAGEPAGE -PAGE1-1.1.1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(yǔ)言敘述算法。(3)掌握正確的算法應(yīng)滿(mǎn)足的要求。(4)會(huì)寫(xiě)出解線(xiàn)性方程(組)的算法。(5)會(huì)寫(xiě)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(yǔ)言轉(zhuǎn)化為算法語(yǔ)言。.學(xué)法:1、寫(xiě)出的算法,必須能解決一類(lèi)問(wèn)題(如:判斷一個(gè)整數(shù)n(n>1)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1×2×3×4×5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(guò)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(shū)中并沒(méi)有出現(xiàn)過(guò),我們?cè)诨A(chǔ)教育階段還沒(méi)有接觸算法概念。但是我們卻從小學(xué)就開(kāi)始接觸算法,熟悉許多問(wèn)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(shuō),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(shuō)明書(shū)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(wèn)題的程序。(古代的計(jì)算工具:算籌與算盤(pán).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(xiě)出它的求解過(guò)程.解:第一步:②-①×2,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(lái)說(shuō),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(xiě)出求方程組的解的算法:例2:寫(xiě)出求方程組的解的算法.解:第一步:②×a1-①×a2,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(lái)解決的某一類(lèi)問(wèn)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):(1)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(wú)限的.(2)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.(3)順序性與正確性:算法從初始步驟開(kāi)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(wú)誤,才能完成問(wèn)題.(4)不唯一性:求解某一個(gè)問(wèn)題的解法不一定是唯一的,對(duì)于一個(gè)問(wèn)題可以有不同的算法.(5)普遍性:很多具體的問(wèn)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(guò)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-1)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(méi)有這樣的數(shù),則n是質(zhì)數(shù).說(shuō)明:本算法是用自然語(yǔ)言的形式描述的.設(shè)計(jì)算法一定要做到以下要求:(1)寫(xiě)出的算法必須能解決一類(lèi)問(wèn)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(guò)0.005,算法:第一步:令.因?yàn)?,所以設(shè)x1=1,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x1=m;否則,令x2=m.第四步:判斷是否成立?若是,則x1、x2之間的任意值均為滿(mǎn)足條件的近似根;若否,則返回第二步.練習(xí)1:寫(xiě)出解方程x2-2x-3=0的一個(gè)算法。練習(xí)2、求1×3×5×7×9×11的值,寫(xiě)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(wèn)題。小結(jié)1、算法概念和算法的基本思想(1)算法與一般意義上具體問(wèn)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(wèn)題,能寫(xiě)出一此簡(jiǎn)單問(wèn)題的算法3、兩類(lèi)算法問(wèn)題:(1)數(shù)值性計(jì)算問(wèn)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(wèn)題,累加,累乘等一類(lèi)問(wèn)題的算法描述,可通過(guò)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(wèn)題,如:排序、查找、變量變換、文字處理等需先建立過(guò)程模型,通過(guò)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):1。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(huà)程序框圖的基本規(guī)則,能正確畫(huà)出程序框圖。3.通過(guò)模仿、操作、探索,經(jīng)歷通過(guò)設(shè)計(jì)程序框圖表達(dá)解決問(wèn)題的過(guò)程;學(xué)會(huì)靈活、正確地畫(huà)程序框圖。教學(xué)重點(diǎn):經(jīng)過(guò)模仿、操作、探索,經(jīng)歷通過(guò)設(shè)計(jì)程序框圖表達(dá)求解問(wèn)題的過(guò)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(huà)出程序框圖。教學(xué)過(guò)程引入:算法可以用自然語(yǔ)言來(lái)描述,但為了使算法的程序或步驟表達(dá)得更為直觀(guān),我們更經(jīng)常地用圖形方式來(lái)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(chēng)流程圖,是一種用規(guī)定的圖形、指向線(xiàn)及文字說(shuō)明來(lái)準(zhǔn)確、直觀(guān)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(xiàn);程序框外必要文字說(shuō)明。(2)構(gòu)成程序框的圖形符號(hào)及其作用程序框名稱(chēng)功能起止框表示一個(gè)算法的起始和結(jié)束,是任何流程圖不可少的。輸入、輸出框表示一個(gè)算法輸入和輸出的信息,可用在算法中任何需要輸入、輸出的位置。處理框賦值、計(jì)算,算法中處理數(shù)據(jù)需要的算式、公式等分別寫(xiě)在不同的用以處理數(shù)據(jù)的處理框內(nèi)。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”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(huà)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(huà)。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(guò)一個(gè)退出點(diǎn)的唯一符號(hào)。4、判斷框分兩大類(lèi),一類(lèi)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(lèi)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(yǔ)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(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,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(kāi)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(xiàn)將程序框自上而下地連接起來(lái),按順序執(zhí)行算法步驟。如在示意圖中,A框和B框是依次執(zhí)行的,只有在執(zhí)行完A框指定的操作后,才能接著執(zhí)ABAB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(huà)出算法的程序框圖。(解法見(jiàn)課本)pAB是pAB是否條件結(jié)構(gòu)是指在算法中通過(guò)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(wú)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(huà)出這個(gè)算法的程序框圖。解:(見(jiàn)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(kāi)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(chēng)重復(fù)結(jié)構(gòu),循環(huán)結(jié)構(gòu)可細(xì)分為兩類(lèi):(1)、一類(lèi)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(kāi)循環(huán)結(jié)構(gòu)。(2)、另一類(lèi)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(kāi)循環(huán)結(jié)構(gòu)。A成立A成立不成立P不成立P成立App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(lái)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(huà)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(wú)論怎樣復(fù)雜的邏輯結(jié)構(gòu),都可以通過(guò)這三種結(jié)構(gòu)來(lái)表達(dá)。在具體畫(huà)程序框圖時(shí),要注意的問(wèn)題:流程線(xiàn)上要有標(biāo)志執(zhí)行順序的前頭;判斷框后邊的流程線(xiàn)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(yǔ)句和賦值語(yǔ)句教學(xué)目標(biāo):正確理解輸入語(yǔ)句、輸出語(yǔ)句、賦值語(yǔ)句的結(jié)構(gòu)。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(wèn)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(yǔ)句(輸入語(yǔ)句、輸出語(yǔ)句和賦值語(yǔ)句)的表示方法、結(jié)構(gòu)和用法,能用這三種基本的算法語(yǔ)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(yǔ)句、輸出語(yǔ)句、賦值語(yǔ)句的作用。學(xué)法:我們用自然語(yǔ)言或程序框圖描述的算法,計(jì)算機(jī)是無(wú)法“看得懂,聽(tīng)得見(jiàn)”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(yǔ)言翻譯成計(jì)算機(jī)程序。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言有很多種。如BASIC,F(xiàn)oxbase,C語(yǔ)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(yǔ)言中都包含下列基本的算法語(yǔ)句:輸入語(yǔ)句、輸出語(yǔ)句、賦值語(yǔ)句條件語(yǔ)句和循環(huán)語(yǔ)句.今天,我們一起用類(lèi)BASIC語(yǔ)言學(xué)習(xí)輸入語(yǔ)句、輸出語(yǔ)句、賦值語(yǔ)句。教學(xué)過(guò)程:輸入語(yǔ)句、輸出語(yǔ)句和賦值語(yǔ)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(yǔ)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(xiě)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(yǔ)句y=x^3+3*x^2-24*x+30賦值語(yǔ)句PRINTx打印語(yǔ)句PRINTy打印語(yǔ)句END輸入語(yǔ)句圖形計(jì)算器格式INPUT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(yǔ)句的作用是實(shí)現(xiàn)算法的輸入信息功能;(3)“提示內(nèi)容”提示用戶(hù)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(yǔ)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(kāi),若輸入多個(gè)變量,變量與變量之間用逗號(hào)“,”隔開(kāi)。輸出語(yǔ)句PRINT“PRINT“提示內(nèi)容”;表達(dá)式圖形計(jì)算器格式Disp“提示內(nèi)容”,變量(2)輸出語(yǔ)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(hù)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(yǔ)句可以輸出常量、變量或表達(dá)式的值以及字符。賦值語(yǔ)句變量=表達(dá)式圖形計(jì)算器格式變量=表達(dá)式圖形計(jì)算器格式表達(dá)式變量(2)賦值語(yǔ)句的作用是將表達(dá)式所代表的值賦給變量;(3)賦值語(yǔ)句中的“=”稱(chēng)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(yǔ)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(yǔ)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)“=”與數(shù)學(xué)中的等號(hào)意義不同。例2:編寫(xiě)程序,計(jì)算一個(gè)學(xué)生數(shù)學(xué)、語(yǔ)文、英語(yǔ)三門(mén)課的平均成績(jī)。分析:先寫(xiě)出算法,畫(huà)出程序框圖,再進(jìn)行編程。INPUT“INPUT“Maths=”;aINPUT“Chinese=”;bINPUT“English=”;cPRINT“Theaverage=”;(a+b+c)/3END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(mǎn)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(yǔ)句、輸出語(yǔ)句和賦值語(yǔ)句的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及聯(lián)系。掌握并應(yīng)用輸入語(yǔ)句,輸出語(yǔ)句,賦值語(yǔ)句編寫(xiě)一些簡(jiǎn)單的程序解決數(shù)學(xué)問(wèn)題,特別是掌握賦值語(yǔ)句中“=”的作用及應(yīng)用。編程一般的步驟:先寫(xiě)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(yǔ)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?!?.2.2條件語(yǔ)句教學(xué)目標(biāo):1正確理解條件語(yǔ)句的概念,并掌握其結(jié)構(gòu)。2會(huì)應(yīng)用條件語(yǔ)句編寫(xiě)程序。教學(xué)重點(diǎn):條件語(yǔ)句的步驟、結(jié)構(gòu)及功能。教學(xué)難點(diǎn):會(huì)編寫(xiě)程序中的條件語(yǔ)句。教學(xué)過(guò)程條件語(yǔ)句:1、條件語(yǔ)句的一般格式有兩種:(1)IF—THEN—ELSE語(yǔ)句;(2)IF—THEN語(yǔ)句。2、IF—THEN—ELSE語(yǔ)句IF—THEN—ELSE語(yǔ)句的一般格式為圖1,對(duì)應(yīng)的程序框圖為圖2。否是滿(mǎn)足條件?否是滿(mǎn)足條件?語(yǔ)句1語(yǔ)句2IF條件THEN語(yǔ)句1ELSE語(yǔ)句2ENDIF圖1圖2分析:在IF—THEN—ELSE語(yǔ)句中,“條件”表示判斷的條件,“語(yǔ)句1”表示滿(mǎn)足條件時(shí)執(zhí)行的操作內(nèi)容;“語(yǔ)句2”表示不滿(mǎn)足條件時(shí)執(zhí)行的操作內(nèi)容;ENDIF表示條件語(yǔ)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(yǔ)句1;若條件不符合,則執(zhí)行ELSE后面的語(yǔ)句2。3、IF—THEN語(yǔ)句滿(mǎn)足條件?語(yǔ)句是否滿(mǎn)足條件?語(yǔ)句是否(圖4)IFIF條件THEN語(yǔ)句ENDIF(圖3)注意:“條件”表示判斷的條件;“語(yǔ)句”表示滿(mǎn)足條件時(shí)執(zhí)行的操作內(nèi)容,條件不滿(mǎn)足時(shí),結(jié)束程序;ENDIF表示條件語(yǔ)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(yǔ)句,若條件不符合則直接結(jié)束該條件語(yǔ)句,轉(zhuǎn)而執(zhí)行其它語(yǔ)句。例5、編寫(xiě)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(wèn)題的思路用程序框圖表示出來(lái),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(yǔ)句表達(dá)出來(lái)。(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:△>0時(shí),方程有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根;△=0時(shí),方程有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根;△<0時(shí),方程沒(méi)有實(shí)數(shù)根。這個(gè)過(guò)程可以用算法中的條件結(jié)構(gòu)來(lái)表示。課本練習(xí)2小結(jié):條件語(yǔ)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(wèn)題,還有求分段函數(shù)的函數(shù)值等,往往要用條件語(yǔ)句,有時(shí)甚至要用到條件語(yǔ)句的嵌套編程的一般步驟:(1)算法分析:根據(jù)提供的問(wèn)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(wèn)題的算法。(2)畫(huà)程序框圖:依據(jù)算法分析,畫(huà)出程序框圖。(3)寫(xiě)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(yǔ)句表達(dá)出來(lái)。§1.2.3循環(huán)語(yǔ)句教學(xué)目標(biāo):1正確理解循環(huán)語(yǔ)句的概念,并掌握其結(jié)構(gòu)。2會(huì)應(yīng)用循環(huán)語(yǔ)句編寫(xiě)程序。教學(xué)重點(diǎn):兩種循環(huán)語(yǔ)句的表示方法、結(jié)構(gòu)和用法,用循環(huán)語(yǔ)句表示算法。教學(xué)難點(diǎn):理解循環(huán)語(yǔ)句的表示方法、結(jié)構(gòu)和用法,會(huì)編寫(xiě)程序中的循環(huán)語(yǔ)句。教學(xué)過(guò)程:算法中的循環(huán)結(jié)構(gòu)是由循環(huán)語(yǔ)句來(lái)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(yǔ)言中也有當(dāng)型(WHILE型)和直到型(UNTIL型)兩種語(yǔ)句結(jié)構(gòu)。即WHILE語(yǔ)句和UNTIL語(yǔ)句。WHILE語(yǔ)句滿(mǎn)足條件?循環(huán)體滿(mǎn)足條件?循環(huán)體否是WHILE條件WHILE條件循環(huán)體WEND(2)當(dāng)計(jì)算機(jī)遇到WHILE語(yǔ)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(guò)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(yǔ)句后,接著執(zhí)行WEND之后的語(yǔ)句。因此,當(dāng)型循環(huán)有時(shí)也稱(chēng)為“前測(cè)試型”循環(huán)。滿(mǎn)足條件?循環(huán)體滿(mǎn)足條件?循環(huán)體是否(1)UNTIL語(yǔ)句的一般格式是對(duì)應(yīng)的程序框圖是DODO循環(huán)體LOOPUNTIL條件(2)直到型循環(huán)又稱(chēng)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(yǔ)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(mǎn)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(guò)程反復(fù)進(jìn)行,直到某一次條件滿(mǎn)足時(shí),不再執(zhí)行循環(huán)體,跳到LOOPUNTIL語(yǔ)句后執(zhí)行其他語(yǔ)句,是先執(zhí)行循環(huán)體后進(jìn)行條件判斷的循環(huán)語(yǔ)句。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)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(yǔ)句中,是當(dāng)條件滿(mǎn)足時(shí)執(zhí)行循環(huán)體,在UNTIL語(yǔ)句中,是當(dāng)條件不滿(mǎn)足時(shí)執(zhí)行循環(huán)體。例1:編寫(xiě)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(wèn)題。我們可以用WHILE型語(yǔ)句,也可以用UNTIL型語(yǔ)句。程序(WHILE語(yǔ)句):(略)程序(UNTIL語(yǔ)句):(略)練習(xí)(課本23頁(yè))小結(jié)1、循環(huán)語(yǔ)句的兩種不同形式:WHILE語(yǔ)句和UNTIL語(yǔ)句(另補(bǔ)充了For語(yǔ)句),掌握它們的一般格式。2、在用WHILE語(yǔ)句和UNTIL語(yǔ)句編寫(xiě)程序解決問(wèn)題時(shí),一定要注意它們的格式及條件的表述方法。WHILE語(yǔ)句中是當(dāng)條件滿(mǎn)足時(shí)執(zhí)行循環(huán)體,而UNTIL語(yǔ)句中是當(dāng)條件不滿(mǎn)足時(shí)執(zhí)行循環(huán)體。3、循環(huán)語(yǔ)句主要用來(lái)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(wèn)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(guò)程引入:我們常見(jiàn)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(chēng)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(chēng)為基數(shù),基數(shù)為n,即可稱(chēng)n進(jìn)位制,簡(jiǎn)稱(chēng)n進(jìn)制?,F(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(lái)表示。比如:十進(jìn)數(shù)57,可以用二進(jìn)制表示為111001,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。一般地,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(lái)表示,如111001(2)表示二進(jìn)制數(shù),34(5)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).解:110011=1*25+1*24+0*23+0*22+1*21+1*20=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(mǎn)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+022=2*11+011=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(guò)程可以利用計(jì)算機(jī)程序來(lái)實(shí)現(xiàn),語(yǔ)句為:INPUTa,k,ni=1b=0WHILEi<=nt=GETa[i]b=b+t*k^(i-1)i=i+1WENDPRINTbEND小結(jié):(1)進(jìn)位制的概念及表示方法(2)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(guò)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(guò)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(xiě)出程序。個(gè)別學(xué)生提出一般的解決方案,如:x=5y=2*x^5–5*x^4–4*x^3+3*x^2–6*x+7PRINT“y=”;yEND提問(wèn):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(wèn)題,而且計(jì)算效率不高。)提問(wèn):計(jì)算x的冪時(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(lái)說(shuō),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)2-5-43-67運(yùn)算10251055402670+變形后x的"系數(shù)"25211085342677*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(guò)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-1xn-1+….+a1x+a0求值問(wèn)題?f(x)=anxn+an-1xn-1+….+a1x+a0=(anxn-1+an-1xn-2+….+a1)x+a0=((anxn-2+an-1xn-3+….+a2)x+a1)x+a0==(...(anx+an-1)x+an-2)x+...+a1)x+a0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v1=anx+an-1然后由內(nèi)向外逐層計(jì)算一次多項(xiàng)式的值,即v2=v1x+an-2v3=v2x+an-3vn=vn-1x+a0這樣,把n次多項(xiàng)式的求值問(wèn)題轉(zhuǎn)化成求n個(gè)一次多項(xiàng)式的值的問(wèn)題觀(guān)察秦九韶算法的數(shù)學(xué)模型,計(jì)算vk時(shí)要用到vk-1的值,若令v0=an,我們可以得到下面的遞推公式:v0=anvk=vk-1+an-k(k=1,2,…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(lái)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(huà)出程序框圖(見(jiàn)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1、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(shuō)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(guò)程,仍從第1個(gè)數(shù)開(kāi)始,到最后第2個(gè)數(shù)由于在排序過(guò)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)(2)數(shù)字排序法中的常見(jiàn)的兩種排序法直接插入排序法與冒泡排序法(3)冒泡法排序的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)(4)注意循環(huán)語(yǔ)句的使用與算法的循環(huán)次數(shù),對(duì)算法進(jìn)行改進(jìn)?!?.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(yǔ)句與程序框圖的知識(shí)設(shè)計(jì)完整的程序框圖并寫(xiě)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(yǔ)言。教學(xué)過(guò)程提出問(wèn)題:在小學(xué),我們已經(jīng)學(xué)過(guò)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(lái)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(guān)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(méi)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=6105×1+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=2146×2+18132146=1813×1+3331813=333×5+148333=148×2+37148=37×4+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≠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≠0,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(wèn)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(lái)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(wèn)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(guò)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:,,,研究,我們稱(chēng)它為樣本.其中個(gè)體的個(gè)數(shù)稱(chēng)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(lèi)、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(wú)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(wèn)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本教學(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(guò)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(lái)說(shuō),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(kāi)始抽樣,對(duì)比幾次樣本的特點(diǎn)。如果有明顯差別,說(shuō)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一。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(huà),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(chǎng)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(chǎng)平均每小時(shí)大約裝訂圖書(shū)362冊(cè),要求檢驗(yàn)員每小時(shí)抽取40冊(cè)圖書(shū),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(jué)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(jué)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(wèn)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(guò)程:1.分層抽樣(類(lèi)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)劃分成若干類(lèi)型或?qū)哟?,然后再在各個(gè)類(lèi)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(lái)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(wèn)題:(1)按比例分層抽樣:根據(jù)各種類(lèi)型或?qū)哟沃械膯挝粩?shù)目占總體單位數(shù)目的比重來(lái)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,其樣本量就會(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(zhuān)門(mén)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(guò)程:1.做實(shí)驗(yàn)2.查閱資料3.實(shí)際調(diào)查問(wèn)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(wèn)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。任務(wù)3: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(xiě)下面的表格:通俗歌曲的名稱(chēng)通俗歌曲首次推出的年份(A)被調(diào)查人的出生年份(B)C=B—A喜好程度(D)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(xiě)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(wèn)卷的設(shè)計(jì)。問(wèn)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(wèn)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)成員姓名分工與完成情況探究的過(guò)程和結(jié)果主要參考資料4.成果的自我評(píng)價(jià)(請(qǐng)說(shuō)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(guò)程中發(fā)現(xiàn)和提出了哪些新問(wèn)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(guò)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(jiàn)地的新問(wèn)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(guò)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。教學(xué)重點(diǎn):通過(guò)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。教學(xué)過(guò)程:本均值:2.樣本標(biāo)準(zhǔn)差:3.通過(guò)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?lái)的k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(guò)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(guò)收集現(xiàn)實(shí)問(wèn)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(guān)認(rèn)識(shí)變量間的相關(guān)關(guān)系。教學(xué)重點(diǎn):通過(guò)收集現(xiàn)實(shí)問(wèn)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(guān)認(rèn)識(shí)變量間的相關(guān)關(guān)系。教學(xué)過(guò)程:案例分析:一般說(shuō)來(lái),一個(gè)人的身高越高,他的人就越大,相應(yīng)地,他的右手一拃長(zhǎng)就越長(zhǎng),因此,人的身高與右手一拃長(zhǎng)之間存在著一定的關(guān)系。為了對(duì)這個(gè)問(wèn)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)生的身高與右手一拃長(zhǎng)的數(shù)據(jù)如下表。高考資源網(wǎng)第40頁(yè)共81頁(yè)性別身高/cm右手一拃長(zhǎng)/cm性別身高/cm右手一拃長(zhǎng)/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)身高與右手一拃長(zhǎng)之間的近似關(guān)系嗎?(2)如果近似成線(xiàn)性關(guān)系,請(qǐng)畫(huà)出一條直線(xiàn)來(lái)近似地表示這種線(xiàn)性關(guān)系。(3)如果一個(gè)學(xué)生的身高是188cm,你能估計(jì)他的一拃大概有多長(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),身高與右手一拃長(zhǎng)之間的總體趨勢(shì)是成一直線(xiàn),也就是說(shuō),它們之間是線(xiàn)性相關(guān)的。那么,怎樣確定這條直線(xiàn)呢?同學(xué)1:選擇能反映直線(xiàn)變化的兩個(gè)點(diǎn),例如(153,16),(191,23)二點(diǎn)確定一條直線(xiàn)。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(xiàn)方程。再分別算出各個(gè)直線(xiàn)方程斜率、截距的算術(shù)平均值,作為所求直線(xiàn)的斜率、截距。同學(xué)4:我從左端點(diǎn)開(kāi)始,取兩條直線(xiàn),如下圖。再取這兩條直線(xiàn)的“中間位置”作一條直線(xiàn)。同學(xué)5:我先求出相同身高同學(xué)右手一拃長(zhǎng)的平均值,畫(huà)出散點(diǎn)圖,如下圖,再畫(huà)出近似的直線(xiàn),使得在直線(xiàn)兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)盡可能一樣多。同學(xué)6:我先將所有的點(diǎn)分成兩部分,一部分是身高在170cm以下的,一部分是身高在170cm以上的;然后,每部分的點(diǎn)求一個(gè)“平均點(diǎn)”——身高的平均值作為平均身高、右手一拃的平均值作為平均右手一拃長(zhǎng),即(164,19),(177,21);最后,將這兩點(diǎn)連接成一條直線(xiàn)。同學(xué)7:我先將所有的點(diǎn)按從小到大的順序進(jìn)行排列,盡可能地平均分成三等份;每部分的點(diǎn)按照同學(xué)3的方法求一個(gè)“平均點(diǎn)”,最小的點(diǎn)為(161.3,18.2),中間的點(diǎn)為(170.5,20.1),最大的點(diǎn)為(179.2,21.3)。求出這三個(gè)點(diǎn)的“平均點(diǎn)”為(170.3,19.9)。我再用直尺連接最大點(diǎn)與最小點(diǎn),然后平行地推,畫(huà)出過(guò)點(diǎn)(170.3,19.9)的直線(xiàn)。同學(xué)8:取一條直線(xiàn),使得在它附近的點(diǎn)比較多。在這里需要強(qiáng)調(diào)的是,身高和右手一拃長(zhǎng)之間沒(méi)有函數(shù)關(guān)系。我們得到的直線(xiàn)方程,只是對(duì)其變化趨勢(shì)的一個(gè)近似描述。對(duì)一個(gè)給定身高的人,人們可以用這個(gè)方程來(lái)估計(jì)這個(gè)人的右手一拃長(zhǎng)。這是十分有意義的。課堂練習(xí):第77頁(yè),練習(xí)A,練習(xí)B小結(jié):通過(guò)收集現(xiàn)實(shí)問(wèn)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(guān)認(rèn)識(shí)變量間的相關(guān)關(guān)系。課后作業(yè):第84頁(yè),習(xí)題2-3A第1(1)、2(1)題,2.3.2兩個(gè)變量的線(xiàn)性相關(guān)教學(xué)目標(biāo):經(jīng)歷用不同估算方法描述兩個(gè)變量線(xiàn)性相關(guān)的過(guò)程。知道最小二乘法的思想,能根據(jù)給出的線(xiàn)性回歸方程系數(shù)公式建立線(xiàn)性回歸方程。教學(xué)重點(diǎn):經(jīng)歷用不同估算方法描述兩個(gè)變量線(xiàn)性相關(guān)的過(guò)程。知道最小二乘法的思想,能根據(jù)給出的線(xiàn)性回歸方程系數(shù)公式建立線(xiàn)性回歸方程。教學(xué)過(guò)程:1.回顧上節(jié)課的案例分析給出如下概念:(1)回歸直線(xiàn)方程(2)回歸系數(shù)2.最小二乘法3.直線(xiàn)回歸方程的應(yīng)用(1)描述兩變量之間的依存關(guān)系;利用直線(xiàn)回歸方程即可定量描述兩個(gè)變量間依存的數(shù)量關(guān)系(2)利用回歸方程進(jìn)行預(yù)測(cè);把預(yù)報(bào)因子(即自變量x)代入回歸方程對(duì)預(yù)報(bào)量(即因變量Y)進(jìn)行估計(jì),即可得到個(gè)體Y值的容許區(qū)間。(3)利用回歸方程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)控制規(guī)定Y值的變化,通過(guò)控制x的范圍來(lái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)控制的目標(biāo)。如已經(jīng)得到了空氣中NO2的濃度和汽車(chē)流量間的回歸方程,即可通過(guò)控制汽車(chē)流量來(lái)控制空氣中NO2的濃度。4.應(yīng)用直線(xiàn)回歸的注意事項(xiàng)(1)做回歸分析要有實(shí)際意義;(2)回歸分析前,最好先作出散點(diǎn)圖;(3)回歸直線(xiàn)不要外延。5.實(shí)例分析:某調(diào)查者從調(diào)查中獲知某公司近年來(lái)科研費(fèi)用支出()與公司所獲得利潤(rùn)()的統(tǒng)計(jì)資料如下表:科研費(fèi)用支出()與利潤(rùn)()統(tǒng)計(jì)表單位:萬(wàn)元年份科研費(fèi)用支出利潤(rùn)1998199920002001200220035114532314030342520合計(jì)30180要求估計(jì)利潤(rùn)()對(duì)科研費(fèi)用支出()的線(xiàn)性回歸模型。解:設(shè)線(xiàn)性回歸模型直線(xiàn)方程為:因?yàn)椋焊鶕?jù)資料列表計(jì)算如下表:年份199819992000200120022003511453231403034252015544012017075402512116259406-10-2-311004-5-100361049060001030合計(jì)3018010002000050100現(xiàn)利用公式(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)求解參數(shù)的估計(jì)值:
所以:利潤(rùn)()對(duì)科研費(fèi)用支出()的線(xiàn)性回歸模型直線(xiàn)方程為:6、求直線(xiàn)回歸方程,相關(guān)系數(shù)和作圖,這些EXCEL可以方便地做到。仍以上題的數(shù)據(jù)為例。于EXCEL表中的空白區(qū),選用"插入"菜單命令中的"圖表",選中XY散點(diǎn)圖類(lèi)型,在彈出的圖表向?qū)е邪聪驅(qū)У囊笠徊揭徊降夭僮?,如有錯(cuò)誤可以返回去重來(lái)或在以后修改。適當(dāng)修飾圖的大小、縱橫比例、字體大小、和圖符的大小等,使圖美觀(guān),最后得到圖1,圖中有直線(xiàn)稱(chēng)為趨勢(shì)線(xiàn),還有直線(xiàn)方程和相關(guān)系數(shù)。圖中的每一個(gè)部份如坐標(biāo)、標(biāo)題、圖例等都可以分別修飾,這里主要介紹趨勢(shì)線(xiàn)和直線(xiàn)方程。圖1散點(diǎn)圖鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊圖中的數(shù)據(jù)點(diǎn),出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話(huà)框,選"添加趨勢(shì)線(xiàn)",圖中自動(dòng)畫(huà)上一條直線(xiàn),再以鼠標(biāo)右擊此線(xiàn),出現(xiàn)趨勢(shì)線(xiàn)格式對(duì)話(huà)框,選擇線(xiàn)條的粗細(xì)和顏色,在選項(xiàng)中選取顯示公式和顯示R平方值,確定后即在圖中顯示回歸方程和相關(guān)系數(shù)。課堂練習(xí):第83頁(yè),練習(xí)A,練習(xí)B小結(jié):經(jīng)歷用不同估算方法描述兩個(gè)變量線(xiàn)性相關(guān)的過(guò)程。知道最小二乘法的思想,能根據(jù)給出的線(xiàn)性回歸方程系數(shù)公式建立線(xiàn)性回歸方程。課后作業(yè):第84頁(yè),習(xí)題2-3A第1、2題,2.3.3實(shí)習(xí)作業(yè)教學(xué)目標(biāo):會(huì)用隨機(jī)抽樣的基本方法和樣本估計(jì)總體的思想,解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題;能通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析為合理的決策提供一些依據(jù),認(rèn)識(shí)統(tǒng)計(jì)的作用,體會(huì)統(tǒng)計(jì)思維與確定性思維的差異。教學(xué)重點(diǎn):會(huì)用隨機(jī)抽樣的基本方法和樣本估計(jì)總體的思想,解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題;能通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析為合理的決策提供一些依據(jù),認(rèn)識(shí)統(tǒng)計(jì)的作用,體會(huì)統(tǒng)計(jì)思維與確定性思維的差異。教學(xué)過(guò)程:1.課本86頁(yè)案例設(shè)計(jì)一個(gè)題目2.嘗試解決下面的問(wèn)題。(1)下面是關(guān)于吸煙情況的20個(gè)國(guó)家的統(tǒng)計(jì)數(shù)字,其中第一行是國(guó)名,第二行是男性吸煙成員的百分?jǐn)?shù),第三行是女性吸煙成員的百分?jǐn)?shù)。韓國(guó)拉脫維亞俄羅斯多米尼加湯加土耳其中國(guó)泰國(guó)斐濟(jì)日本68.267.067.066.365.063.061.060.059.359.06.312.030.013.614.024.07.015.030.614.8美國(guó)巴基斯坦芬蘭土庫(kù)曼尼日利亞巴拉圭巴林新西蘭瑞典巴哈馬28.127.427.026.624.424.124.024.020.019.323.54.419.06.022.024.03.8根據(jù)以上數(shù)據(jù),試研究這些國(guó)家吸煙狀況的類(lèi)似程度。問(wèn)題(1)的分析:要根據(jù)數(shù)據(jù)研究這些國(guó)家吸煙狀況的類(lèi)似程度,我們可以?xún)H討論男性的吸煙情況,首先確定一個(gè)劃分類(lèi)似的標(biāo)準(zhǔn),不妨取1%,即當(dāng)兩個(gè)國(guó)家男性吸煙人數(shù)百分比之差小于1%時(shí),將這兩個(gè)國(guó)家稱(chēng)為類(lèi)似的.則可分成下面九組:(1)韓國(guó);(2)拉脫維亞,俄羅斯和多米尼加;(3)湯加;(4)土耳其;(5)中國(guó),泰國(guó),斐濟(jì)和日本;(6)美國(guó);(7)巴基斯坦,芬蘭和土庫(kù)曼;(8)尼日利亞,巴拉圭,巴林和新西蘭;(9)瑞典和巴哈馬。對(duì)于女性吸煙的情況也可做類(lèi)似的分析。如果我們要整體地討論吸煙情況,我們應(yīng)當(dāng)怎樣做呢?一個(gè)直接的想法就是考慮下面的平面圖:以女性吸煙者的百分?jǐn)?shù)為橫軸,男性吸煙者的百分?jǐn)?shù)為縱軸。(如下圖所示)從圖中可以看出,基本上分成下面四組:(1)巴哈馬,巴基斯坦,巴拉圭,巴林,尼日利亞和土庫(kù)曼斯坦;(2)芬蘭,新西蘭,瑞典和美國(guó);(3)中國(guó),日本,泰國(guó),韓國(guó),拉脫維亞,多米尼加和湯加;(4)土耳其,斐濟(jì)和俄羅斯。這個(gè)過(guò)程叫做聚類(lèi)分析,它的基本思想是:在一批樣本數(shù)據(jù)中,定義能度量樣本數(shù)據(jù)或類(lèi)別間相近程度的統(tǒng)計(jì)量,在此基礎(chǔ)上計(jì)算出個(gè)樣本數(shù)據(jù)或類(lèi)別之間的相近程度度量值;再按相近程度的大小,把樣本逐一歸類(lèi),關(guān)系密切的聚集到一個(gè)小的分類(lèi)單位,關(guān)系疏遠(yuǎn)的聚集到一個(gè)大的分類(lèi)單位,直到所有的樣本數(shù)據(jù)都聚集完畢;最后把不同的類(lèi)別一一劃分出來(lái),形成一個(gè)關(guān)系密疏圖,并用以直觀(guān)地顯示分類(lèi)對(duì)象的差異和聯(lián)系。上例向我們展示了對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的聚類(lèi)分析的過(guò)程,一般來(lái)說(shuō),進(jìn)行聚類(lèi)分析需要解決兩個(gè)問(wèn)題:一是如何確定度量?jī)蓚€(gè)數(shù)據(jù)的接近程度的方法;二是究竟分成多少類(lèi)合適。這兩個(gè)問(wèn)題都需要根據(jù)實(shí)際問(wèn)題的背景和數(shù)據(jù)本身的意義來(lái)確定。統(tǒng)計(jì)上對(duì)此提出了一套程序化的方法:(1)選擇一種確定接近程度的方法,最直接的就是點(diǎn)之間的距離,我們上面的分析即是基于此;(不同的方法將得到不同的分類(lèi)結(jié)果)(2)設(shè)要分類(lèi)的對(duì)象有n個(gè);我們以這n個(gè)對(duì)象分成n類(lèi)開(kāi)始,按所選擇的方法確定這n個(gè)對(duì)象兩兩的接近程度度量值,將最接近的兩個(gè)對(duì)象合并為一類(lèi),如此我們得到了至多n-1類(lèi);(3)確定類(lèi)與類(lèi)之間接近程度的方法;(4)對(duì)n-1類(lèi)重復(fù)步驟(2),如此下去到完全歸為一類(lèi)止。至于究竟分成多少類(lèi)合適,需要分析者根據(jù)所討論的問(wèn)題來(lái)決定。在實(shí)際問(wèn)題中,往往需要對(duì)幾種分類(lèi)方案進(jìn)行比較后,再加以選擇。(2)為了研究某種新藥的副作用(如惡心等),給50位患者服用此新藥,另外50位患者服用安慰劑,得到下列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):副作用藥物有無(wú)合計(jì)新藥153550安慰劑44650合計(jì)1981100請(qǐng)問(wèn)服用新藥是否可產(chǎn)生副作用?問(wèn)題(2)的分析:假定服用新藥與產(chǎn)生副作用沒(méi)有關(guān)聯(lián).那么,首先要給“沒(méi)有關(guān)聯(lián)”下一個(gè)“能夠操作”的定義。根據(jù)直觀(guān)的經(jīng)驗(yàn),在服用新藥與產(chǎn)生副作用的情形下,這個(gè)定義可以是這樣的:如果服用新藥與產(chǎn)生副作用沒(méi)有關(guān)聯(lián),就意味著,無(wú)論服用新藥與否,產(chǎn)生副作用的概率都是一樣的。就此例題而言:二者相差較大。由此可以推斷,開(kāi)始的假設(shè)是不成立的。也就是說(shuō),服用新藥與產(chǎn)生副作用是有關(guān)聯(lián)的。由統(tǒng)計(jì)的常識(shí)知道,要求等號(hào)成立是非??量痰臈l件,實(shí)際上一般也是辦不到的,我們所能追求的是在概率意義下的可靠性。對(duì)于上面的獨(dú)立性問(wèn)題,類(lèi)比在聚類(lèi)分析討論中的想法,我們應(yīng)當(dāng)尋找一個(gè)適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)量,用它的大小來(lái)說(shuō)明獨(dú)立性是否成立。在統(tǒng)計(jì)中,我們引入下面的量副作用B藥物A有副作用B1無(wú)副作用B2合計(jì)新藥A1安慰劑A2合計(jì)在前面的例子中a=15,b=35,c=4,d=46。注意到獨(dú)立性要求:P(全體生實(shí)驗(yàn)者產(chǎn)生副作用)=P(服用新藥產(chǎn)生副作用)即這等價(jià)于因此,可以用的大小來(lái)衡量獨(dú)立性的好壞。問(wèn)題:(1)用+++是不是更好些?(2)用比用合理,你認(rèn)為有道理嗎?(3)為了得到統(tǒng)計(jì)量的近似的分布,統(tǒng)計(jì)學(xué)家最終選用了:Q2=用它的大小來(lái)衡量獨(dú)立性的大小,你能把它化簡(jiǎn)得到下式嗎?從上面的表達(dá)式可以直觀(guān)地看出:的值越小,事件A與B之間的獨(dú)立性將會(huì)越大(當(dāng)?shù)闹禐?時(shí),事件A與B完全獨(dú)立)。通過(guò)有關(guān)統(tǒng)計(jì)量分布的計(jì)算可知:當(dāng)時(shí),事件A與B在概率為95%的意義下是相關(guān)的;當(dāng)時(shí),事件A與B在概率為99%的意義下是相關(guān)的。我們來(lái)算一算本題中的值:于是得出結(jié)論:在概率為99%的意義下,服用新藥與產(chǎn)生副作用是相關(guān)聯(lián)的。從數(shù)據(jù)可以進(jìn)一步看出,服用新藥更容易產(chǎn)生副作用。上述過(guò)程在統(tǒng)計(jì)推斷叫做獨(dú)立性檢驗(yàn),它的基本思想是:如何選用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),用它來(lái)衡量事件之間的獨(dú)立性是否成立。在獨(dú)立性檢驗(yàn)中,我們要特別關(guān)注方法的直觀(guān)及合理性。3.1.1隨機(jī)現(xiàn)象教學(xué)目標(biāo):了解隨機(jī)現(xiàn)象,概率論的歷史教學(xué)重點(diǎn):了解隨機(jī)現(xiàn)象,概率論的歷史教學(xué)過(guò)程:1.從隨機(jī)現(xiàn)象說(shuō)起
在自然界和現(xiàn)實(shí)生活中,一些事物都是相互聯(lián)系和不斷發(fā)展的。在它們彼此間的聯(lián)系和發(fā)展中,根據(jù)它們是否有必然的因果聯(lián)系,可以分成截然不同的兩大類(lèi):一類(lèi)是確定性的現(xiàn)象。這類(lèi)現(xiàn)象是在一定條件下,必定會(huì)導(dǎo)致某種確定的結(jié)果。舉例來(lái)說(shuō),在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水加熱到100攝氏度,就必然會(huì)沸騰。事物間的這種聯(lián)系是屬于必然性的。通常的自然科學(xué)各學(xué)科就是專(zhuān)門(mén)研究和認(rèn)識(shí)這種必然性的,尋求這類(lèi)必然現(xiàn)象的因果關(guān)系,把握它們之間的數(shù)量規(guī)律。另一類(lèi)是不確定性的現(xiàn)象。這類(lèi)現(xiàn)象是在一定條件下,它的結(jié)果是不確定的。舉例來(lái)說(shuō),同一個(gè)工人在同一臺(tái)機(jī)床上加工同一種零件若干個(gè),它們的尺寸總會(huì)有一點(diǎn)差異。又如,在同樣條件下,進(jìn)行小麥品種的人工催芽試驗(yàn),各棵種子的發(fā)芽情況也不盡相同,有強(qiáng)弱和早晚的分別等等。為什么在相同的情況下,會(huì)出現(xiàn)這種不確定的結(jié)果呢?這是因?yàn)?,我們說(shuō)的“相同條件”是指一些主要條件來(lái)說(shuō)的,除了這些主要條件外,還會(huì)有許多次要條件和偶然因素又是人們無(wú)法事先一一能夠掌握的。正因?yàn)檫@樣,我們?cè)谶@一類(lèi)現(xiàn)象中,就無(wú)法用必然性的因果關(guān)系,對(duì)個(gè)別現(xiàn)象的結(jié)果事先做出確定的答案。事物間的這種關(guān)系是屬于偶然性的,這種現(xiàn)象叫做偶然現(xiàn)象,或者叫做隨機(jī)現(xiàn)象。在自然界,在生產(chǎn)、生活中,隨機(jī)現(xiàn)象十分普遍,也就是說(shuō)隨機(jī)現(xiàn)象是大量存在的。比如:每期體育彩票的中獎(jiǎng)號(hào)碼、同一條生產(chǎn)線(xiàn)上生產(chǎn)的燈泡的壽命等,都是隨機(jī)現(xiàn)象。因此,我們說(shuō):隨機(jī)現(xiàn)象就是:在同樣條件下,多次進(jìn)行同一試驗(yàn)或調(diào)查同一現(xiàn)象,所的結(jié)果不完全一樣,而且無(wú)法準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)下一次所得結(jié)果的現(xiàn)象。隨機(jī)現(xiàn)象這種結(jié)果的不確定性,是由于一些次要的、偶然的因素影響所造成的。隨機(jī)現(xiàn)象從表面上看,似乎是雜亂無(wú)章的、沒(méi)有什么規(guī)律的現(xiàn)象。但實(shí)踐證明,如果同類(lèi)的隨機(jī)現(xiàn)象大量重復(fù)出現(xiàn),它的總體就呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。大量同類(lèi)隨機(jī)現(xiàn)象所呈現(xiàn)的這種規(guī)律性,隨著我們觀(guān)察的次數(shù)的增多而愈加明顯。比如擲硬幣,每一次投擲很難判斷是那一面朝上,但是如果多次重復(fù)的擲這枚硬幣,就會(huì)越來(lái)越清楚的發(fā)現(xiàn)它們朝上的次數(shù)大體相同。我們把這種由大量同類(lèi)隨機(jī)現(xiàn)象所呈現(xiàn)出來(lái)的集體規(guī)律性,叫做統(tǒng)計(jì)規(guī)律性。概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)就是研究大量同類(lèi)隨機(jī)現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性的數(shù)學(xué)學(xué)科。2.概率論的產(chǎn)生和發(fā)展概率論產(chǎn)生于十七世紀(jì),本來(lái)是由保險(xiǎn)事業(yè)的發(fā)展而產(chǎn)生的,但是來(lái)自于賭博者的請(qǐng)求,卻是數(shù)學(xué)家們思考概率論中問(wèn)題的源泉。早在1654年,有一個(gè)賭徒梅累向當(dāng)時(shí)的數(shù)學(xué)家帕斯卡提出一個(gè)使他苦惱了很久的問(wèn)題:“兩個(gè)賭徒相約賭若干局,誰(shuí)先贏(yíng)
m局就算贏(yíng),全部賭本就歸誰(shuí)。但是當(dāng)其中一個(gè)人贏(yíng)了
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局賭本如何分配?三年后,也就是1657年,荷蘭著名的天文、物理兼數(shù)學(xué)家惠更斯企圖自己解決這一問(wèn)題,結(jié)果寫(xiě)成了《論機(jī)會(huì)游戲的計(jì)算》一書(shū),這就是最早的概率論著作。近幾十年來(lái),隨著科技的蓬勃發(fā)展,概率論大量應(yīng)用到國(guó)民經(jīng)濟(jì)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及各學(xué)科領(lǐng)域。許多興起的應(yīng)用數(shù)學(xué),如信息論、對(duì)策論、排隊(duì)論、控制論等,都是以概率論作為基礎(chǔ)的。課堂練習(xí):第98頁(yè),練習(xí)A,練習(xí)B小結(jié):通過(guò)本屆課的學(xué)習(xí)我們了解隨機(jī)現(xiàn)象,概率論的歷史課后作業(yè):略3.1.2事件與基本事件空間教學(xué)目標(biāo):理解事件與基本事件空間的概念教學(xué)重點(diǎn):理解事件與基本事件空間的概念教學(xué)過(guò)程:1.概念:對(duì)隨機(jī)現(xiàn)象的觀(guān)測(cè)稱(chēng)作隨機(jī)試驗(yàn)。種類(lèi):隨機(jī)試驗(yàn)有可重復(fù)隨機(jī)試驗(yàn)和不可重復(fù)隨機(jī)試驗(yàn)兩種。前者是指可以在相同條件下重復(fù)進(jìn)行的隨機(jī)試驗(yàn);后者是指不能在相同條件下重復(fù)進(jìn)行的隨機(jī)試驗(yàn)。要注意,隨機(jī)現(xiàn)象或隨機(jī)試驗(yàn)的概念都是同給定的一組條件聯(lián)系在一起的。給定的一組條件發(fā)生了改變,就變成了另外的隨機(jī)現(xiàn)象和另外的隨機(jī)試驗(yàn)。2.基本概念:(1)必然事件:必然事件是每次試驗(yàn)都一定出現(xiàn)的事件,記作。不可能事件:任何一次試驗(yàn)都不可能出現(xiàn)的事件稱(chēng)為不可能事件,記作?。(2)隨機(jī)事件(事件):隨機(jī)試驗(yàn)的每一種結(jié)果或隨機(jī)現(xiàn)象的每一種表現(xiàn)稱(chēng)作隨機(jī)事件,簡(jiǎn)稱(chēng)為事件(3)基本事件:一個(gè)事件如果不能再被分解為兩個(gè)或兩個(gè)以上事件,稱(chēng)作基本事件。(4)基本事件空間:一項(xiàng)隨機(jī)試驗(yàn)的所有基本事件的集合,稱(chēng)作該隨機(jī)試驗(yàn)的基本事件空間。3.集合來(lái)解釋上述概念a)基本事件元素b)基本事件空間全集c)隨機(jī)事件全集的子集4.通過(guò)例1、例2學(xué)會(huì)寫(xiě)出基本事件空間、事件課堂練習(xí):第101頁(yè),練習(xí)A,練習(xí)B小結(jié):通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)我們理解事件與基本事件空間的概念課后作業(yè):略3.1.3頻率與概率教學(xué)目標(biāo):在具體情境中,了解隨機(jī)事件發(fā)生的不確定性和頻率的穩(wěn)定性,進(jìn)一步了解概率的意義以及頻率與概率的區(qū)別。教學(xué)重點(diǎn):在具體情境中,了解隨機(jī)事件發(fā)生的不確定性和頻率的穩(wěn)定性,進(jìn)一步了解概率的意義以及頻率與概率的區(qū)別。教學(xué)過(guò)程:圖3—圖3—1釘尖朝上釘尖著地在相同條件下大量重復(fù)擲一枚圖釘,觀(guān)察“釘尖朝上”出現(xiàn)頻率的變化情況。(1)每人手捏一枚圖釘?shù)尼敿狻⑨斆痹谙?,?.2(2)重復(fù)20次,記錄下“釘尖朝上”出現(xiàn)的次數(shù)。頻率下圖是匯總這個(gè)班上六位同學(xué)的數(shù)據(jù)后畫(huà)出來(lái)的頻率圖。頻率投擲次數(shù)投擲次數(shù)觀(guān)察上圖,“釘尖朝上”出現(xiàn)的頻率有什么樣的變化趨勢(shì)?動(dòng)手實(shí)踐從一定高度按相同的方式讓一枚圖釘自由下落,圖釘落地后可能釘尖朝上、也可能釘尖著地。大量重復(fù)試驗(yàn)時(shí),觀(guān)察“釘尖朝上”出現(xiàn)頻率的變化情況。(1)從一定高度讓一枚圖釘自由下落并觀(guān)察圖釘落地后的情況,每人重復(fù)20次,記錄下“釘尖朝上”出現(xiàn)的次數(shù)。(2)匯總每個(gè)人所得的數(shù)據(jù),并將每個(gè)人的數(shù)據(jù)進(jìn)行編號(hào),分別得出前20次、前40次、前60次、……出現(xiàn)“釘尖朝上”的頻率。(3)在直角坐標(biāo)系中,橫軸表示擲圖釘?shù)拇螖?shù),縱軸表示以上試驗(yàn)得到的頻率,將上面算出的結(jié)果表示在坐標(biāo)系中。(4)從圖上觀(guān)察出現(xiàn)“釘尖朝上”的頻率的變化趨勢(shì),你會(huì)得出什么結(jié)論?歸納概括通過(guò)上面的試驗(yàn),我們可以看出:出現(xiàn)“釘尖朝上”的頻率是一個(gè)變化的量,但是在大量重復(fù)試驗(yàn)時(shí),它又具有“穩(wěn)定性”——在一個(gè)“常數(shù)”附近擺動(dòng)。2.在n次重復(fù)實(shí)驗(yàn)中,事件A發(fā)生的頻率m/n,當(dāng)n很大時(shí),總是在某個(gè)常數(shù)值附近擺動(dòng),隨著n的增加出現(xiàn)擺動(dòng)幅度較大的情形越少,此時(shí)就把這個(gè)常數(shù)叫做事件A的概率3.實(shí)例:計(jì)算一個(gè)現(xiàn)實(shí)世界中復(fù)雜事件發(fā)生的概率往往是比較困難的,我們可以制造一個(gè)較為簡(jiǎn)單的模型去模擬復(fù)雜事件。通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定出簡(jiǎn)單模型的頻率,并以此估計(jì)復(fù)雜事件的概率。例如,你用一塊面團(tuán)做6個(gè)甜餅,在面團(tuán)中隨意地放入10塊巧克力。那么,你拿到一個(gè)甜餅上至少有3塊巧克力的概率是多少?(1)10塊巧克力在6個(gè)甜餅中任何一個(gè)的概率是多少?10塊巧克力在6個(gè)甜餅中任何一個(gè)的概率是相等的,都為1/6。(2)制作一個(gè)模型進(jìn)行模擬。因?yàn)椋?0塊巧克力在6個(gè)甜餅中任何一個(gè)的概率都為1/6,所以,可以利用骰子來(lái)模擬。用一個(gè)骰子擲10次,骰子擲出后,朝上的點(diǎn)數(shù)是幾,就在第幾個(gè)甜餅中。(3)進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn),用頻率來(lái)估計(jì)一個(gè)甜餅上至少有3塊巧克力的概率。課堂練習(xí):第105頁(yè),練習(xí)A,練習(xí)B小結(jié):通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)我們了解隨機(jī)事件發(fā)生的不確定性和頻率的穩(wěn)定性,進(jìn)一步了解概率的意義以及頻率與概率的區(qū)別。課后作業(yè):略3.1.4概率的加法公式教學(xué)目標(biāo):通過(guò)實(shí)例,了解兩個(gè)互斥事件的概率加法公式。教學(xué)重點(diǎn):通過(guò)實(shí)例,了解兩個(gè)互斥事件的概率加法公式。教學(xué)過(guò)程:1.在10個(gè)杯子里,有5個(gè)一等品,3個(gè)二等品,2個(gè)三等品?,F(xiàn)在我們從中任取一個(gè)。設(shè):“取到一等品”記為事件A“取到二等品”記為事件B“取到三等品”記為事件C分析:如果事件A發(fā)生,事件B、C就不發(fā)生,引出概念。概念:在一次隨機(jī)事件中,不可能同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件,叫做互斥事件。(如上述中的A與B、B與C、A與C)一般的:如果事件A1、A2……An中,任意兩個(gè)都是互斥事件,那么說(shuō)A1、A2……An彼此互斥。例1某人射擊了兩次。問(wèn):兩彈都擊中目標(biāo)與兩彈都未擊中,兩彈都未擊中與至少有一個(gè)彈擊中,這兩對(duì)是互斥事件嗎?例2:P106,例12.再回想到第一個(gè)例子:P(A)=P(B)=P(C)=問(wèn):如果取到一等品或二等品的概率呢?答:P(A+B)==+=P(A)+P(B)得到下述公式:一般的,如果n個(gè)事件A1、A2、……An彼此互斥,那么事件“A1+A2+……+An”發(fā)生的概率,等于這n個(gè)事件分別發(fā)生的概率之和,即P(A1+A2+……+An)=P(A1)+P(A2)+……+P(An)3.對(duì)立事件:其中必有一個(gè)發(fā)生的兩個(gè)互斥事件。對(duì)立事件性質(zhì):P(A)+P()=1或P(A)=1-P()例3:袋中有20個(gè)球,其中有17個(gè)紅球,3個(gè)黃球,從中任取3個(gè)。求,至少有一個(gè)黃球的概率?析:在上述各問(wèn)題都理解后,這道題就可以多渠道來(lái)解。解:記“至少有一個(gè)黃球”為事件A記“恰好有一個(gè)黃球”為事件A1記“恰好有二個(gè)黃球”為事件A2記“恰好有三個(gè)黃球”為事件A3法1事件A1、A2、A3彼此互斥P(A)=P(A1+A2+A3)=P(A1)+P(A2)+P(A3)=法2:(利用對(duì)立事件的概率關(guān)系)對(duì)立事件是“沒(méi)有黃球”故P(A)=1-P(A0)=課堂練習(xí):第108頁(yè),練習(xí)A,練習(xí)B小結(jié):運(yùn)用互斥事件的概率加法公式時(shí),首先要判斷它們是否互斥,再由隨機(jī)事件的概率公式分別求它們的概率,然后計(jì)算。在計(jì)算某些事件的概率較復(fù)雜時(shí),可轉(zhuǎn)
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