2018版高考数学（理）（苏教版，江苏专用）大一轮教师文档讲义：第十三章13-4算法与流程图

2018版高考数学（理）（苏教版，江苏专用）大一轮教师文档讲义：第十三章13-4算法与流程图

‎1．算法通常是指对一类问题的机械的、统一的求解方法．‎ ‎2．流程图是由一些图框和流程线组成的，其中图框表示各种操作的类型，图框中的文字和符号表示操作的内容，流程线表示操作的先后次序．‎ ‎3．三种基本逻辑结构 ‎(1)依次进行多个处理的结构称为顺序结构，是任何一个算法都离不开的基本结构．‎ 其结构形式为 ‎(2)选择结构是先根据条件作出判断，再决定执行哪一种操作的结构．‎ 其结构形式为 ‎　‎ ‎(3)循环结构是指需要重复执行同一操作的结构，需要重复执行的同一操作称为循环体．循环结构又分为当型和直到型．‎ 其结构形式为 ‎　‎ ‎4．赋值语句、输入语句、输出语句 赋值语句用符号“←”表示，其一般格式是变量←表达式(或变量)，其作用是对程序中的变量赋值；输入语句“Read a，b”表示输入的数据依次送给a，b，输出语句“Print x”表示输出运算结果x.‎ ‎5．算法的选择结构由条件语句来表达，一般是If—Then—Else语句，其一般形式是 If　A　Then ‎ B Else ‎ C End If ‎.‎ ‎6．算法中的循环结构，可以运用循环语句来实现 ‎(1)当循环的次数已经确定，可用“For”语句表示 ‎“For”语句的一般形式为 For I From“初值”To“终值”Step“步长”‎ 循环体 End For 说明：上面“For”和“End For”之间缩进的步骤称为循环体，如果省略“Step步长”，那么重复循环时，I每次增加1.‎ ‎(2)不论循环次数是否确定都可以用下面循环语句来实现循环结构当型和直到型两种语句结构．‎ 当型语句的一般格式是 While　p 循环体 End While ‎，‎ 直到型语句的一般格式是 Do 循环体 Until　p End Do ‎.‎ ‎【思考辨析】‎ 判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)‎ ‎(1)算法只能解决一个问题，不能重复使用．(　×　)‎ ‎(2)流程图中的图形符号可以由个人来确定．(　×　)‎ ‎(3)输入框只能紧接开始框，输出框只能紧接结束框．(　×　)‎ ‎(4)选择结构的出口有两个，但在执行时，只有一个出口是有效的．(　√　)‎ ‎(5)5＝x是赋值语句．(　×　)‎ ‎(6)输入语句可以同时给多个变量赋值．(　√　)‎ ‎1．已知一个算法：‎ ‎(1)m＝a.‎ ‎(2)如果b100，退出循环，故输出的结果为8.‎ ‎4．执行如图所示的流程图，输出的x值为________．‎ 答案　6‎ 解析　该流程图运行三次，第一次，x＝4，y＝16；第二次，x＝5，y＝32；第三次，x＝6，y＝64>10×6＋3＝63，退出循环，故输出的x值为6.‎ ‎5．若执行如图所示的流程图，输入N＝13，则输出S的值为________．‎ 答案　 解析　由题意可知，S＝(1－)＋(－)＋…＋(－)＝.‎ 题型一　顺序结构与选择结构 命题点1　顺序结构 例1　‎ 如图所示的流程图，根据该图和下列各小题的条件回答下面的几个小题．‎ ‎(1)该流程图解决的是一个什么问题？‎ ‎(2)当输入的x的值为0和4时，输出的值相等，问当输入的x 的值为3时，输出的值为多大？‎ ‎(3)在(2)的条件下要想使输出的值最大，输入的x的值应为多大？‎ 解　(1)该流程图解决的是求二次函数f(x)＝－x2＋mx的函数值的问题．‎ ‎(2)当输入的x的值为0和4时，输出的值相等，‎ 即f(0)＝f(4)．‎ 因为f(0)＝0，f(4)＝－16＋4m，‎ 所以－16＋4m＝0，‎ 所以m＝4，f(x)＝－x2＋4x.‎ 则f(3)＝－32＋4×3＝3，‎ 所以当输入的x的值为3时，输出的f(x)的值为3.‎ ‎(3)因为f(x)＝－x2＋4x＝－(x－2)2＋4，‎ 当x＝2时，f(x)最大值＝4，‎ 所以要想使输出的值最大，输入的x的值应为2.‎ 命题点2　选择结构 例2　执行如图所示的流程图，如果输入的t∈[－1,3]，则输出的s属于________．(填正确序号)‎ ‎①[－3,4] ②[－5,2]‎ ‎③[－4,3] ④[－2,5]‎ 答案　①‎ 解析　根据流程图可以得到分段函数s＝进而在函数的定义域[－1,3]内分段求出函数的值域．所以当－1≤t<1时，s＝3t∈[－3,3)；当1≤t≤3时，s＝4t－t2＝－(t－2)2＋4，所以此时3≤s≤4.综上可知，函数的值域为[－3,4]，即输出的s属于[－3,4]．‎ 引申探究 若将本例中判断框的条件改为“t≥1”，则输出的s的范围是什么？‎ 解　根据流程图可以得到，当－1≤t<1时，s＝4t－t2＝－(t－2)2＋4，此时－5≤s<3；‎ 当1≤t≤3时，s＝3t∈[3,9]．‎ 综上可知，函数的值域为[－5,9]，即输出的s属于[－5,9]．‎ 思维升华　应用顺序结构与选择结构的注意点 ‎(1)顺序结构 顺序结构是最简单的算法结构，语句与语句之间、框与框之间是按从上到下的顺序进行的．‎ ‎(2)选择结构 利用选择结构解决算法问题时，重点是判断框，判断框内的条件不同，对应的下一框中的内容和操作要相应地进行变化，故要重点分析判断框内的条件是否满足．‎ ‎　执行如图所示的流程图，如果输入的x，y∈R，那么输出的S的最大值为________．‎ 答案　2‎ 解析　当条件x≥0，y≥0，x＋y≤1不成立时输出S的值为1；当条件x≥0，y≥0，x＋y≤1成立时S＝2x＋y，下面用线性规划的方法求此时S的最大值．‎ 作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分(含边界)，由图可知当直线S＝2x＋y经过点M(1,0)时S最大，其最大值为2×1＋0＝2，故输出S的最大值为2.‎ 题型二　循环结构 命题点1　由流程图求输出结果 例3　(2016·全国乙卷改编)执行右面的流程图，如果输入的x＝0，y＝1，n＝1，则输出x，y的值满足________．‎ 答案　y＝4x 解析　执行题中的流程图，知 第一次进入循环体：x＝0＋＝0，y＝1×1＝1，x2＋y2<36；‎ 第二次执行循环体：n＝1＋1＝2，x＝0＋＝，‎ y＝2×1＝2，x2＋y2<36；‎ 第三次执行循环体：n＝2＋1＝3，x＝＋＝，‎ y＝3×2＝6，x2＋y2>36，满足x2＋y2≥36，故退出循环，输出x＝，y＝6，满足y＝4x.‎ 命题点2　完善流程图 例4　(2017·南京一模)如图给出的是计算＋＋＋…＋的值的一个流程图，其中菱形判断框内应填入的条件是________．‎ 答案　i>10或i≥11‎ 解析　经过第一次循环得到s＝，i＝2，此时的i不满足判断框中的条件；‎ 经过第二次循环得到s＝＋，i＝3，此时的i不满足判断框中的条件；‎ 经过第三次循环得到s＝＋＋，i＝4，此时的i不满足判断框中的条件；‎ ‎…；‎ 经过第十次循环得到s＝＋＋＋…＋，i＝11，此时的i满足判断框中的条件，执行输出，‎ 故判断框中的条件是“i>10”或“i≥11”．‎ 命题点3　辨析流程图的功能 例5　如果执行如图的流程图，输入正整数N(N≥2)和实数a1，a2，…，aN，输出A，B，则下列结论正确的是________．‎ ‎①A＋B为a1，a2，…，aN的和；‎ ‎②为a1，a2，…，aN的算术平均数；‎ ‎③A和B分别是a1，a2，…，aN中最大的数和最小的数；‎ ‎④A和B分别是a1，a2，…，aN中最小的数和最大的数．‎ 答案　③‎ 解析　不妨令N＝3，a116，结束循环，输出4.‎ ‎2．(2016·北京改编)执行如图所示的流程图，输出的S值为________．‎ 答案　9‎ 解析　①S＝0＋03＝0，k＝0＋1＝1，满足k≤2；‎ ‎②S＝0＋13＝1，k＝1＋1＝2，满足k≤2；‎ ‎③S＝1＋23＝9，k＝2＋1＝3，不满足k≤2，输出9.‎ ‎3．如图，若依次输入的x分别为、，相应输出的y分别为y1、y2，则y1、y2的大小关系是________．‎ 答案　y1cos成立，所以输出的y1＝sin＝；当输入的x为时，sin>cos不成立，所以输出的y2＝cos＝，所以y1－1；第二次循环：i＝3，S＝lg＋lg＝lg＝－lg 5>－1；第三次循环：i＝5，S＝lg＋lg＝lg＝－lg 7>－1；第四次循环：i＝7，S＝lg＋lg＝lg＝－lg 9>－1；第五次循环：i＝9，S＝lg＋lg＝lg＝－lg 11<－1.故输出9.‎ ‎5．(2017·盐城月考)定义某种运算，ab的运算原理如图所示．设S＝1x，x∈[－2,2]‎ ‎，则输出的S的最大值与最小值的差为________．‎ 答案　2‎ 解析　由题意可得，S(x)＝ ‎∴S(x)max＝2，S(x)min＝0，‎ ‎∴S(x)max－S(x)min＝2.‎ ‎6．(2015·课标全国Ⅱ改编)下边流程图的算法思路源于我国古代数学名著《九章算术》中的“更相减损术”，执行该流程图，若输入的a，b分别为14,18，则输出的a＝________.‎ 答案　2‎ 解析　由题意知，若输入a＝14，b＝18，则 第一次执行循环结构时，由a＜b知，‎ a＝14，b＝b－a＝18－14＝4；‎ 第二次执行循环结构时，由a＞b知，‎ a＝a－b＝14－4＝10，b＝4；‎ 第三次执行循环结构时，由a＞b知，‎ a＝a－b＝10－4＝6，b＝4；‎ 第四次执行循环结构时，由a＞b知，‎ a＝a－b＝6－4＝2，b＝4；‎ 第五次执行循环结构时，由a＜b知，‎ a＝2，b＝b－a＝4－2＝2；‎ 第六次执行循环结构时，由a＝b知，输出2，结束．‎ ‎7．(2016·南通模拟)如图是一个算法流程图，则输出的k的值是________．‎ 答案　17‎ 解析　该算法流程图循环三次，k的值依次是1,3,17，故输出的k的值是17.‎ ‎8．如图所示，该伪代码运行的结果为________．‎ S←0‎ i←1‎ While　S≤20‎ ‎　S←S＋i ‎　i←i＋2‎ End While Print i 答案　11‎ 解析　该伪代码运行5次，依次为S＝1，i＝3；S＝4，i＝5；S＝9，i＝7；S＝16，i＝9；S ‎＝25，i＝11，此时循环结束，故输出11.‎ ‎9．对一个作直线运动的质点的运动过程观测了8次，第i次观测得到的数据为ai，具体如下表所示：‎ i ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ai ‎40‎ ‎41‎ ‎43‎ ‎43‎ ‎44‎ ‎46‎ ‎47‎ ‎48‎ 在对上述统计数据的分析中，一部分计算见如图所示的流程图(其中是这8个数据的平均数)，则输出的S的值是________．‎ 答案　7‎ 解析　本题计算的是这8个数的方差，因为 ＝＝44，‎ 所以S＝‎ ‎＝7.‎ ‎10．如图(1)(2)所示，它们都表示的是输出所有立方小于1 000的正整数的流程图，那么应分别补充的条件为：‎ ‎(1)____________；‎ ‎(2)______________．‎ 答案　(1)n3<1 000　(2)n3≥1 000‎ 解析　第一个图中，n不能取10，否则会把立方等于1 000的正整数也输出了，所以应该填写n3<1 000；‎ 第二个图中，当n≥10时，循环应该结束，所以填写n3≥1 000.‎ ‎11．给出一个如图所示的流程图，若要使输入的x值与输出的y值相等，则这样的x值是________．‎ 答案　0,1,3‎ 解析　根据题意，本流程图表示分段函数：‎ y＝ 由于输入的x值与输出的y值相等，‎ 由x2＝x解得x＝0或x＝1，都满足x≤2；‎ 由x＝2x－3解得x＝3，也满足25内，舍去．‎ 可见满足条件的x共三个：0,1,3.‎ ‎12．(2016·泰州质检)某流程图所给的程序运行结果为20，那么判断框中应填入的关于k的条件是________．‎ 答案　k>8‎ 解析　由题意可知输出结果为20，第1次循环，S＝11，k＝9，第2次循环，S＝20，k＝8，此时S满足输出结果，退出循环，所以判断框中的条件为“k>8”．‎ ‎13．(2016·扬州模拟)执行如图所示的流程图，则输出k的值为________．‎ 答案　3‎ 解析　该流程图运行三次，第一次循环，n＝6，k＝1；第二次循环，n＝3，k ‎＝2；第三次循环，n＝1，k＝3，结束循环，故输出的k的值是3.‎ ‎*14.已知函数f(x)＝ax3＋x2在x＝－1处取得极大值，记g(x)＝.流程图如图所示，若输出的结果S>，则判断框中可以填入的关于n的判断条件是________．(填序号)‎ ‎①n≤2 015　 ②n≤2 016‎ ‎③n>2 015　 ④n>2 016‎ 答案　②‎ 解析　由题意得f′(x)＝3ax2＋x，由f′(－1)＝0，‎ 得a＝，∴f′(x)＝x2＋x，‎ 即g(x)＝＝＝－.‎ 由流程图可知S＝0＋g(1)＋g(2)＋…＋g(n)‎ ‎＝0＋1－＋－＋…＋－ ‎＝1－ ‎＝，‎ 由>，得n>2 015.‎ 故可填入②.‎