Алгоритм решения уравнения по информатике

Программирование на Паскале. Тема: «Решение квадратного уравнения с использованием конструкции IF–THEN–ELSE»

Цели урока:

Оборудование:

До сих пор мы с вами говорили о каких-то отвлечённых задачах из области математики. Сегодня мы поговорим о конкретной задаче, которая встречается у вас почти на каждом уроке. Это решение квадратного уравнения. Я хочу, чтобы вы на примере этой задачи поняли, что программирование — это не просто прихоть учителя, это действительно раздел информатики, который может нам помочь, например, в решении конкретных математических задач. Нужно только уметь разбираться в этом.

2. Математическое решение

Давайте вспомним, что понимают под квадратным уравнением?

Что из себя представляют числа a,b,c и как их называют?

С чего начинают решение квадратного уравнения?

Найдите вокруг себя формулу дискриминанта. (D=b 2 -4ac) (Приложение 3)

Как мы решаем далее квадратное уравнение? (сравнение D с нулём)

Какие выводы мы из этого делаем?

(если D 0, то два корня)

Как найти корни квадратного уравнения? Найдите формулы корней среди тех, что развешены повсюду.

Если я случай наличия корней квадратного уравнения сведу к условию D0, то что я получу в случае D=0?

(Два одинаковых корня)

Давайте ещё раз подробно разберём нашу задачу:

Итак, у нас есть квадратное уравнение ax 2 +bx+c=0.

Мы должны решить его, т.е. найти такие значения х, при которых правая часть уравнения =0. Мы знаем, что для этого нам надо:

Найти дискриминант D=b 2 — 4ac.

Сравнить его с нулём

D=b 2 -4ac=10 2 -4*3*3=100 — 36 =64

Х1=,

X2 =

3. Составление блок-схемы алгоритма.

По заданному решению попробуем составить блок-схему алгоритма в тетради. Кто справится первым, прошу к доске.

Подпишем основные элементы блок — схемы применительно к языку программирования.

4. Составление программы по блок — схеме.

Теперь, пользуясь нашими записями, составим программу и покажем её учителю. Тот, кто до конца урока составит только программу, не проверив её на компьютере, получит три, тот, кто наберёт программу на компьютере, но не проверит её на примерах, получит три. Тот, кто выполнит всё задание, получит пять.

А я раздам вам домашнее задание.

Var a,b,c,d,x1,x1: real;

Write(‘введите коэффициенты уравнения a,b,c’); readln(a,b,c);

Else writeln(‘действительных корней нет’)

1. Составить и набрать программу КВУР на компьютере.

Загрузка среды Pascal- 2ЩЛКМ по значку Pascal, нажать ALT+ENTER.

Запуск программы — ЩЛКМ по кнопке RUN выбрать RUN.

2. Решить следующие квадратные уравнения и показать учителю их решения (если нет такой возможности, то занести их в маршрутный лист (Приложение 4)

1,5х 2 -0,6х — 4,8 = 0

3. Переделайте программу КВУР таким образом, чтобы в ней учитывался случай, когда D=0 и уравнение имеет один корень.

4. Закрыть программу.

Подсказка: Меню File — Exit или ALT+X.

1. За простое воспроизведение (набор программы) без проверки оценка «3»

2. За проверку работы программы на примерах, представленных учителем оценка «4»

3. За решение всех заданий и дополнительное изменение программы для случая D=0, оценка «5»

4. Закрыть программу.

Подсказка: Меню File — Exit или ALT+X.

Можно дать дополнительное задание:

Изменить программу так, чтобы ответ был с точностью до 2-х знаков после запятой.

1) Напишите программу проверки пароля. Пусть пароль — некоторое число, зафиксированное в программе. Программа печатает приглашение «введите пароль» и вводит число. Если введённое число совпадает с фиксированным паролем, то программа выводит приветствие, если нет — сообщает о том, что пароль не угадан.

7. Подведение итогов урока.

Итак, ребята, сегодня мы с вами решали конкретные задачи из математики, применяя свои умения по программированию. Вы получили следующие оценки за свои знания. (Перечисление оценок) На следующем уроке нам предстоит познакомиться с новыми алгоритмами — Циклическими.

На сегодня наш урок закончен. До свидания.

Литература:

урок по информатике в 9 классе по теме «Решение задач с конструкцией ветвление. Алгоритм решения квадратного уравнения»
план-конспект урока по информатике и икт (9 класс) по теме

Конспект и презентация к уроку в 9 классе по теме «Алгоритм решения квадратного уравнения»

Скачать:

Предварительный просмотр:

Тема урока. «Решение задач с конструкцией ветвление»

Тип урока: урок развития и закрепления умений и навыков.

Цель урока: показать учащимся возможность использования информатики (программирования) для решения задач из других областей знания, в частности, математики, закрепить навыки составления алгоритмов с ветвлениями.

• закрепить определение видов ветвлений (полные, неполные); показать взаимосвязь математики и информатики; научить использовать знания, полученные на уроке математики, при решении задач информатики с помощью блок-схем, а также на языке программирования;

• способствовать развитию логического мышления , воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности;

• развитие умения связывать изучение нового материала с уже известными фактами; развивать умение анализировать, сравнивать, обобщать, делать выводы .

• обеспечить благоприятные условия для сохранения здоровья в процессе учебы через создание благоприятного физического и эмоционального климата

Аппаратное обеспечение: компьютер, экран, мультимедийный проектор, компьютеры учащихся.

Программное обеспечение: операционная система Windows, мультимедийные презентации, среда программирования «Кумир».

Учебно — методический комплект: Босова Л. Л. Информатика и ИКТ 8-9 класс.

1. Организационный момент.
2. Повторение пройденного на прошлом уроке.
3. Постановка темы урока .
4. Постановка проблемы урока.
5. Развитие умений.
6. Подведение итогов урока.
7. Домашнее задание.

1. Организация класса .
2. Повторение пройденного на прошлом уроке, проверка домашнего задания (слайд1-3).
3. Постановка темы (слайд 4).

Вопрос. Можно ли данные поговорки и народные приметы перевести на алгоритмический язык?

Ответ . Да можно.

Вопрос. Какую алгоритмическую структуру мы можем использовать при написании программы?

Ответ. Полную и сокращенную форму алгоритмической структуры ветвление?

Учитель . Сформулируйте тему сегодняшнего урока.

Слайд 5. Тема урока: Решение задач с конструкцией ветвление.

1. Постановка проблемы урока.

Слайд 6. Задание: решите уравнение

Вопрос. Как быстро вы сможете найти корни уравнения?

Ответ. Придется потрудиться над решением данного уравнения.

Вопрос. Можно ли переложить эту работу на компьютер?

Вопрос. Что для этого нужно сделать?

Ответ. Составить алгоритм решения уравнения на алгоритмическом языке.

Основной Вопрос (основная проблема урока). Как создать алгоритм нахождения корней квадратного уравнения на алгоритмическом языке?

Вопрос. Что из себя представляют числа a, b, c и как их называют?

Ответ . a, b, c – коэффициенты при х.

Вопрос. С чего начинают решение квадратного уравнения?

Ответ. С нахождения дискриминанта по формуле D=b 2 -4ac

Вопрос. Как мы решаем далее квадратное уравнение?

Ответ . Сравнение D с нулём.

Вопрос. Какие выводы мы из этого делаем?

Ответ . Если D 0, то два корня.

Вопрос. Как найти корни квадратного уравнения?

Составление блок-схемы алгоритма (слайд 9)

Задание. По заданному решению попробуем составить блок-схему алгоритма в тетради.

Задание выполняется вместе с доской (слайд 9)

А теперь переведите эту блок-схему на школьный алгоритмический язык, отладьте полученный алгоритм в среде «Кумир» и решите с его помощью уравнения.

Практическое задание (слайд 10):

Решить на компьютере квадратные уравнения, результат записать в конспект:

1. 2х 2 + 3х + 5 = 0
2. 6х 2 + 21х + 3 = 0
3. 2х 2 + 8х + 8 = 0

6) Подведение итогов:

И так мы сегодня не только решали задачи с ветвлениями применяя на практике полученные на прошлом уроке знания, но и еще раз убедились в том, что информатика — наука прикладная. С ее помощью можно решать задачи других предметных областей.

7) Домашнее задание .

Повторить §3.4.2, учебник с. 145 №8,9,19

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Целая Вещественная Тип величины в алгоритме Символьная Числовой Один символ Строка символов Текстовый ДА (ИСТИНА, TRUE, 1) НЕТ (ЛОЖЬ, FALSE, 0) Логический Литерная Типы величин

Ветвление Ветвление — алгоритмическая конструкция, в которой в зависимости от результата проверки условия («да» или «нет») предусмотрен выбор одной из двух последовательностей действий (ветвей). Алгоритмы, в основе которых лежит структура «ветвление», называют разветвляющимися.

Полная форма ветвления Действие 1 Условие Действие 2 если то иначе все Неполная форма ветвления Действие 1 Условие если то все

«Большие пузыри на лужах, к долгому дождю» «Ласточки низко летают, быть дождю» «Добрая слава лежит, а худая бежит»

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ С КОНСТРУКЦИЕЙ ВЕТВЛЕНИЕ ОСНОВЫ АЛГОРИТМИЗАЦИИ

Вопрос Как создать алгоритм нахождения корней квадратного уравнения?

Алгоритм нахождения корней квадратного уравнения

Решение квадратного уравнения ax 2 + bx + с = 0 Начало Список данных a, b, с, x1, x2 , D — вещ a, b , с D Мне нравится

Алгоритм решения уравнения по информатике

Можно выделить различные способы решения систем логических уравнений. Это сведение к одному уравнению, построение таблицы истинности и декомпозиция.

Задача: Решить систему логических уравнений:

Рассмотрим метод сведения к одному уравнению. Данный метод предполагает преобразование логических уравнений, таким образом, чтобы правые их части были равны истинностному значению (то есть 1). Для этого применяют операцию логического отрицания. Затем, если в уравнениях есть сложные логические операции, заменяем их базовыми: «И», «ИЛИ», «НЕ». Следующим шагом объединяем уравнения в одно, равносильное системе, с помощью логической операции «И». После этого, следует сделать преобразования полученного уравнения на основе законов алгебры логики и получить конкретное решение системы.

Решение 1: Применяем инверсию к обеим частям первого уравнения:

Представим импликацию через базовые операции «ИЛИ», «НЕ»:

Поскольку левые части уравнений равны 1, можно объединить их с помощью операции “И” в одно уравнение, равносильное исходной системе:

Раскрываем первую скобку по закону де Моргана и преобразовываем полученный результат:

Полученное уравнение, имеет одно решение: A =0, B=0 и C=1.

Следующий способ – построение таблиц истинности. Поскольку логические величины имеют только два значения, можно просто перебрать все варианты и найти среди них те, при которых выполняется данная система уравнений. То есть, мы строим одну общую таблицу истинности для всех уравнений системы и находим строку с нужными значениями.

Решение 2: Составим таблицу истинности для системы:

Полужирным выделена строчка, для которой выполняются условия задачи. Таким образом, A=0, B=0 и C=1.

Способ декомпозиции. Идея состоит в том, чтобы зафиксировать значение одной из переменных (положить ее равной 0 или 1) и за счет этого упростить уравнения. Затем можно зафиксировать значение второй переменной и т.д.

Решение 3: Пусть A = 0, тогда:

Из первого уравнения получаем B =0, а из второго – С=1. Решение системы: A = 0, B = 0 и C = 1.

В ЕГЭ по информатике очень часто требуется определить количество решений системы логических уравнений, без нахождения самих решений, для этого тоже существуют определенные методы. Основной способ нахождения количества решений системы логических уравнений – замена переменных . Сначала необходимо максимально упростить каждое из уравнений на основе законов алгебры логики, а затем заменить сложные части уравнений новыми переменными и определить количество решений новой системы. Далее вернуться к замене и определить для нее количество решений.

Задача: Сколько решений имеет уравнение ( A → B ) + ( C → D ) = 1? Где A, B, C, D – логические переменные.

Решение: Введем новые переменные: X = A → B и Y = C → D . С учетом новых переменных уравнение запишется в виде: X + Y = 1.

Дизъюнкция верна в трех случаях: (0;1), (1;0) и (1;1), при этом X и Y является импликацией, то есть является истинной в трех случаях и ложной – в одном. Поэтому случай (0;1) будет соответствовать трем возможным сочетаниям параметров. Случай (1;1) – будет соответствовать девяти возможным сочетаниям параметров исходного уравнения. Значит, всего возможных решений данного уравнения 3+9=15.

Следующий способ определения количества решений системы логических уравнений – бинарное дерево. Рассмотрим данный метод на примере.

Задача: Сколько различных решений имеет система логических уравнений:

Приведенная система уравнений равносильна уравнению:

Предположим, что x ₁ – истинно, тогда из первого уравнения получаем, что x ₂ также истинно, из второго — x ₃=1, и так далее до x_m = 1. Значит набор (1; 1; …; 1) из m единиц является решением системы. Пусть теперь x ₁=0, тогда из первого уравнения имеем x ₂ =0 или x ₂ =1.

Когда x ₂ истинно получаем, что остальные переменные также истинны, то есть набор (0; 1; …; 1) является решением системы. При x ₂=0 получаем, что x ₃=0 или x ₃=, и так далее. Продолжая до последней переменной, получаем, что решениями уравнения являются следующие наборы переменных ( m +1 решение, в каждом решении по m значений переменных):

Такой подход хорошо иллюстрируется с помощью построения бинарного дерева. Количество возможных решений – количество различных ветвей построенного дерева. Легко заметить, что оно равно m +1.