高考数学一轮复习教案 第9章_第1节_算法与程序框图（含答案解析）

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1．算法
(1)算法通常是指按照一定规则解决某一类问题的明确和有限的步骤．
(2)应用：算法通常可以编成计算机程序，让计算机执行并解决问题．
2．程序框图
程序框图又称流程图，是一种用程序框、流程线及文字说明来表示算法的图形．
2．三种基本逻辑结构及相应语句
eq \([常用结论])
1．注意区分处理框与输入框，处理框主要是赋值、计算，而输入框只是表示一个算法输入的信息．
2．循环结构中必有条件结构，其作用是控制循环进程，避免进入“死循环”，是循环结构必不可少的一部分．
3．注意区分当型循环与直到型循环．直到型循环是“先循环，后判断，条件满足时终止循环”，而当型循环则是“先判断，后循环，条件满足时执行循环”．两者的判断框内的条件表述在解决同一问题时是不同的，它们恰好相反．
[基础自测]
1．(思考辨析)判断下列结论的正误．(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)算法只能解决一个问题，不能重复使用．( )
(2)程序框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)条件结构的出口有两个，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．( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√
2．(教材改编)执行如图所示的程序框图，则输出S的值为( )
A．－eq \f(3,2) B.eq \f(3,2) C．－eq \f(1,2) D.eq \f(1,2)
D [按照程序框图依次循环运算，当k＝5时，停止循环，当k＝5时，S＝sineq \f(5π,6)＝eq \f(1,2).]
3．(教材改编)根据给出的程序框图，计算f(－1)＋f(2)＝( )
A．0 B．1 C．2 D．4
A [f(－1)＝4×(－1)＝－4，f(2)＝22＝4，∴f(－1)＋f(2)＝－4＋4＝0.]
4．执行如图所示的程序框图，输出的s值为( )
A．2 B.eq \f(3,2) C.eq \f(5,3) D.eq \f(8,5)
C [开始：k＝0，s＝1；第一次循环：k＝1，s＝2；第二次循环：k＝2，s＝eq \f(3,2)；第三次循环：k＝3，s＝eq \f(5,3)，此时不满足循环条件，输出s，故输出的s值为eq \f(5,3).故选C.]
5．执行如图所示的程序框图，若输入的x的值为1，则输出的y的值是________．
13 [当x＝1时，1＜2，则x＝1＋1＝2，当x＝2时，不满足x＜2，则y＝3×22＋1＝13.]
1．(2019·长沙模拟)对于任意点P(a，b)，要求P关于直线y＝x的对称点Q，则程序框图中的①处应填入( )
A．b＝a B．a＝m
C．m＝b D．b＝m
D [因为(a，b)与(b，a)关于y＝x对称，所以通过赋值a赋值到m，b赋值给a，那么m赋值给b，完成a，b的交换，所以①处应该填写b＝m，故选D.]
2．如图所示的程序框图，其作用是输入x的值，输出相应的y值，若x＝y，则这样的x的值有( )
A．1个 B．2个
C．3个 D．4个
C [当x≤2时，令y＝x2＝x⇒x(x－1)＝0，解得x＝0或x＝1；当2[规律方法] 应用顺序结构与条件结构的注意点
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条件结构：利用条件结构解决算法问题时，重点是判断框，判断框内的条件不同，对应的下一程序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.
►考法1 由程序框图求输出的结果
【例1】 (2018·北京高考)执行如图所示的程序框图，输出的s值为( )
A.eq \f(1,2) B.eq \f(5,6)
C.eq \f(7,6) D.eq \f(7,12)
B [第一步：s＝1－eq \f(1,2)＝eq \f(1,2)，k＝2，k＜3；第二步：s＝eq \f(1,2)＋eq \f(1,3)＝eq \f(5,6)，k＝3，输出s.故选B.]
►考法2 完善程序框图
【例2】 (2017·全国卷Ⅰ)如图所示的程序框图是为了求出满足3n－2n>1 000的最小偶数n，那么在和两个空白框中，可以分别填入( )
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
D [因为题目要求的是“满足3n－2n＞1 000的最小偶数n”，所以n的叠加值为2，所以内填入“n＝n＋2”．由程序框图知，当内的条件不满足时，输出n，所以内填入“A≤1 000？”．故选D.]
►考法3 辨析程序框图的功能
【例3】 如图所示的程序框图，该算法的功能是( )
A．计算(1＋20)＋(2＋21)＋(3＋22)＋…＋(n＋1＋2n)的值
B．计算(1＋21)＋(2＋22)＋(3＋23)＋…＋(n＋2n)的值
C．计算(1＋2＋3＋…＋n)＋(20＋21＋22＋…＋2n－1)的值
D．计算[1＋2＋3＋…＋(n－1)]2＋(20＋21＋22＋…＋2n)的值
C [初始值k＝1，S＝0，第1次进入循环体时，S＝1＋20，k＝2；当第2次进入循环体时，S＝1＋20＋2＋21，k＝3，…；给定正整数n，当k＝n时，最后一次进入循环体，则有S＝1＋20＋2＋21＋…＋n＋2n－1，k＝n＋1，终止循环体，输出S＝(1＋2＋3＋…＋n)＋(20＋21＋22＋…＋2n－1)，故选C.]
[规律方法] 与循环结构有关问题的常见类型及解题策略
1已知程序框图，求输出的结果，可按程序框图的流程依次执行，最后得出结果.
2完善程序框图问题，结合初始条件和输出结果，分析控制循环的变量应满足的条件或累加、累乘的变量的表达式.
3对于辨析程序框图功能问题，可将程序执行几次，即可根据结果作出判断.
易错警示：1注意区分当型循环和直到型循环.
2循环结构中要正确控制循环次数.,3要注意各个框的顺序.
(1)如图是计算1＋eq \f(1,3)＋eq \f(1,5)＋…＋eq \f(1,31)的值的程序框图，则图中①②处应填写的语句分别是( )
A．n＝n＋2，i＞16？ B．n＝n＋2，i≥16?
C．n＝n＋1，i＞16? D．n＝n＋1，i≥16?
(2)(2018·唐山模拟)根据下面的程序框图，对大于2的整数N，输出的数列的通项公式是( )
A．an＝2n B．an＝2(n－1)
C．an＝2n D．an＝2n－1
(1)A (2)C [(1)式子1＋eq \f(1,3)＋eq \f(1,5)＋…＋eq \f(1,31)中所有项的分母构成首项为1，公差为2的等差数列．由31＝1＋(k－1)×2，得k＝16，即数列共有16项．
(2)由程序框图知，本题为求首项a1＝2，公比q＝2的等比数列的通项公式，即an＝2n.]
1．(2018·全国卷Ⅱ)为计算S＝1－eq \f(1,2)＋eq \f(1,3)－eq \f(1,4)＋…＋eq \f(1,99)－eq \f(1,100)，设计了如图所示的程序框图，则在空白框中应填入( )
A．i＝i＋1 B．i＝i＋2
C．i＝i＋3 D．i＝i＋4
B [由题意可将S变形为S＝1＋eq \f(1,3)＋…＋eq \f(1,99)－eq \f(1,2)＋eq \f(1,4)＋…＋eq \f(1,100)，则由S＝N－T，得N＝1＋eq \f(1,3)＋…＋eq \f(1,99)，T＝eq \f(1,2)＋eq \f(1,4)＋…＋eq \f(1,100).据此，结合N＝N＋eq \f(1,i)，T＝T＋eq \f(1,i＋1)易知在空白框中应填入i＝i＋2.故选B.]
2．(2017·全国卷Ⅱ)执行如图所示的程序框图，如果输入的a＝－1，则输出的S＝( )
A．2 B．3
C．4 D．5
B [当K＝1时，S＝0＋(－1)×1＝－1，a＝1，执行K＝K＋1后，K＝2；
当K＝2时，S＝－1＋1×2＝1，a＝－1，执行K＝K＋1后，K＝3；
当K＝3时，S＝1＋(－1)×3＝－2，a＝1，执行K＝K＋1后，K＝4；
当K＝4时，S＝－2＋1×4＝2，a＝－1，执行K＝K＋1后，K＝5；
当K＝5时，S＝2＋(－1)×5＝－3，a＝1，执行K＝K＋1后，K＝6；
当K＝6时，S＝－3＋1×6＝3，执行K＝K＋1后，K＝7>6，输出S＝3.结束循环．
故选B.]
3．(2016·全国卷Ⅱ)中国古代有计算多项式值的秦九韶算法，如是图是实现该算法的程序框图，执行该程序框图，若输入的x＝2，n＝2，依次输入的a为2,2,5，则输出的s＝( )
A．7 B．12
C．17 D．34
C [输入x＝2，n＝2.第一次，a＝2，s＝2，k＝1，不满足k>n；
第二次，a＝2，s＝2×2＋2＝6，k＝2，不满足k>n；
第三次，a＝5，s＝6×2＋5＝17，k＝3，满足k>n，输出s＝17.]
4．(2016·全国卷Ⅰ)执行如图的程序框图，如果输入的x＝0，y＝1，n＝1，则输出x，y的值满足( )
A.y＝2x B．y＝3x
C．y＝4x D．y＝5x
C [输入x＝0，y＝1，n＝1，运行第一次，x＝0，y＝1，不满足x2＋y2≥36；运行第二次，x＝eq \f(1,2)，y＝2，不满足x2＋y2≥36；运行第三次，x＝eq \f(3,2)，y＝6，满足x2＋y2≥36，输出x＝eq \f(3,2)，y＝6.由于点eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2)，6))在直线y＝4x上，故选C.]
名称
示意图
相应语句
顺序结构
①输入语句：
INPUT “提示内容”；变量
②输出语句：
PRINT “提示内容”；表达式
③赋值语句：
变量＝表达式
条件结构
IF 条件 THEN
语句体
END IF
IF 条件 THEN
语句体1
ELSE
语句体2
END IF
循环结构
直到型循环结构
DO 循环体
LOOP UNTIL 条件
当型循环结构
WHILE 条件
循环体
WEND
顺序结构与条件结构
循环结构