2.3 用算法解決問(wèn)題的過(guò)程（分層作業(yè)）高中信息技術(shù)必修1數(shù)據(jù)與計(jì)算同步高效課堂 浙教版

2.3用算法解決問(wèn)題的過(guò)程（分層作業(yè)）【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】1.下列不屬于是算法解決問(wèn)題的一般步驟的是（）A.設(shè)計(jì)算法B.提煉核心要素并加以確定或假設(shè)C.描述算法D.編寫程序代碼2.利用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題步驟有分析問(wèn)題、設(shè)計(jì)算法、編寫程序和調(diào)試運(yùn)行，其中最為核心的步驟是（

）A．分析問(wèn)題 B．設(shè)計(jì)算法C．編寫程序 D．調(diào)試運(yùn)行3.分治的設(shè)計(jì)思想是指（）A.將一個(gè)難以直接解決的大問(wèn)題，分割成一些較小的同類問(wèn)題，最終達(dá)到解決問(wèn)題的目的。B.通常用來(lái)解決具有最優(yōu)子結(jié)構(gòu)和重疊子問(wèn)題性質(zhì)的問(wèn)題C.在每一步選擇中都采取當(dāng)前狀態(tài)下的最優(yōu)決策，希望通過(guò)局部最優(yōu)選擇達(dá)到全局最優(yōu)D.一種窮舉搜索的算法思想，它通過(guò)深度優(yōu)先搜索的方式，嘗試所有可能的解4.求解水仙花數(shù)、百錢百雞、密碼破解……這些問(wèn)題，可以用同一種類型的算法去解決，這種方法是（）A．解析法 B．枚舉法 C．遞歸法 D．歸納法5.某求解一元二次方程實(shí)數(shù)根的算法的流程圖如圖所示，結(jié)合流程圖，下面說(shuō)法不正確的是（D）

流程圖中沒有體現(xiàn)算法的循環(huán)控制結(jié)構(gòu)利用流程圖描述算法和自然語(yǔ)言描述算法相比更加直觀清晰流程圖中體現(xiàn)出了算法的順序控制結(jié)構(gòu)和分支控制結(jié)構(gòu)任何算法都可以直觀清晰的用流程圖表示6.在現(xiàn)代交通中，智能調(diào)度系統(tǒng)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。智能調(diào)度系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)接收公交車的位置信息和乘客數(shù)據(jù)。循環(huán)分析每輛公交車的運(yùn)行狀態(tài)，包括是否準(zhǔn)點(diǎn)、滿載率等。根據(jù)分析結(jié)果決定是否調(diào)整發(fā)車間隔、增加或減少車輛投入，向公交車司機(jī)發(fā)送調(diào)度指令。持續(xù)監(jiān)測(cè)公交車狀態(tài)，再次進(jìn)入分析決策的步驟，不斷優(yōu)化公交運(yùn)營(yíng)，以更好地滿足乘客需求。該智能調(diào)度系統(tǒng)背后采用的算法控制結(jié)構(gòu)為（）A.順序結(jié)構(gòu)B.冒泡結(jié)構(gòu)C.循環(huán)結(jié)構(gòu)D.分支結(jié)構(gòu)【鞏固提升】7.分治法所能解決的問(wèn)題所具有的特征，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）A．該問(wèn)題可以分解為若于個(gè)規(guī)模較小的相同的子問(wèn)題B．該問(wèn)題的規(guī)模足夠大C．該問(wèn)題的規(guī)模縮小到一定的程度就可以很容易地解決D．將各個(gè)子問(wèn)題的解可以合并為原問(wèn)題的解8.若要解決背包問(wèn)題，優(yōu)先考慮哪種算法？（）A.貪心算法B.回溯算法C.動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法D.分治算法9.下列不適合用解析算法求解的是（B

）A．計(jì)算圓的面積與周長(zhǎng) B．尋找1000以內(nèi)的所有素?cái)?shù)C．計(jì)算物體的自由落體運(yùn)動(dòng)距離 D．使用體側(cè)數(shù)據(jù)運(yùn)用公式計(jì)算體重指數(shù)【鏈接高考】10.在航空航天領(lǐng)域，分治算法有著諸多應(yīng)用，具體如下一、衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)處理當(dāng)處理大量的衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)時(shí)，可以使用分治算法。衛(wèi)星圖像通常具有高分辨率和大量的數(shù)據(jù)點(diǎn)，直接處理可能會(huì)非常耗時(shí)。圖像分割：將整個(gè)衛(wèi)星圖像劃分為若干個(gè)較小的子區(qū)域，可以按照規(guī)則的網(wǎng)格劃分或者根據(jù)特定的地理特征進(jìn)行劃分。對(duì)每個(gè)子區(qū)域分別進(jìn)行處理，例如進(jìn)行特征提取、目標(biāo)檢測(cè)等操作。不同的子區(qū)域可以并行處理，提高處理效率。最后，將各個(gè)子區(qū)域的處理結(jié)果進(jìn)行合并整合，得到整個(gè)衛(wèi)星圖像的最終處理結(jié)果。二、軌道計(jì)算與優(yōu)化在計(jì)算衛(wèi)星軌道或航天器的飛行軌跡時(shí)，分治算法可以發(fā)揮作用。軌道參數(shù)的確定可以分為不同的階段和任務(wù)。例如，首先計(jì)算地球的引力影響，可以將其作為一個(gè)獨(dú)立的子問(wèn)題進(jìn)行處理。然后考慮其他天體的引力作用、大氣阻力等因素，分別作為不同的子問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于復(fù)雜的軌道優(yōu)化問(wèn)題，可以將整個(gè)軌道劃分為多個(gè)時(shí)間段，分別對(duì)每個(gè)時(shí)間段進(jìn)行優(yōu)化，然后再將各個(gè)時(shí)間段的結(jié)果組合起來(lái)，得到最終的優(yōu)化軌道。請(qǐng)分析上述材料，并總結(jié)歸納分治算法的特征。參考答案【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】1.正確答案：D答案解析：本題考查的是算法解決問(wèn)題的一般步驟，因?yàn)閷?shí)際問(wèn)題的復(fù)雜性，因此在設(shè)計(jì)算法前先要對(duì)問(wèn)題進(jìn)行抽象建模，提煉核心要素并加以確定或假設(shè)，然后進(jìn)行算法設(shè)計(jì)及描述算法，不包含編寫程序代碼，故本題選擇D選項(xiàng)。2.正確答案：B答案解析：本題考查計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的步驟，其中最核心的是設(shè)計(jì)算法。利用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題步驟有分析問(wèn)題、設(shè)計(jì)算法、編寫程序和調(diào)試運(yùn)行。而設(shè)計(jì)算法之所以是最核心的步驟，是因?yàn)樗苯佑绊懙絾?wèn)題解決的效率、準(zhǔn)確性和資源消耗。如果算法設(shè)計(jì)不合理，即使程序能夠運(yùn)行，也可能會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間和計(jì)算資源，甚至無(wú)法得到正確的結(jié)果。而一個(gè)優(yōu)秀的算法可以極大地提高問(wèn)題解決的質(zhì)量和速度。3.正確答案：A答案解析：本題考查分治算法設(shè)計(jì)思想。分治設(shè)計(jì)就是將一個(gè)難以直接解決的大問(wèn)題，分割成一些較小的同類問(wèn)題，最終達(dá)到解決問(wèn)題的目的。動(dòng)態(tài)規(guī)劃是指通常用來(lái)解決具有最優(yōu)子結(jié)構(gòu)和重疊子問(wèn)題性質(zhì)的問(wèn)題。貪心算法是指在每一步選擇中都采取當(dāng)前狀態(tài)下的最優(yōu)決策，希望通過(guò)局部最優(yōu)選擇達(dá)到全局最優(yōu)，枚舉法是一種窮舉搜索的算法思想，它通過(guò)深度優(yōu)先搜索的方式，嘗試所有可能的解，故本題正確答案為A選項(xiàng)。4.正確答案：B答案解析：本題考查對(duì)枚舉法的理解，枚舉法是一種窮舉搜索的算法思想，它通過(guò)深度優(yōu)先搜索的方式，嘗試所有可能的解。解析法是指利用數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)解決問(wèn)題，遞歸法是一種通過(guò)重復(fù)將問(wèn)題分解為同類的子問(wèn)題來(lái)解決問(wèn)題的方法。歸納法則是根據(jù)規(guī)律進(jìn)行總結(jié)，得出結(jié)論。故本題正確答案為B選項(xiàng)。5.正確答案：D答案解析：本題考查的對(duì)算法控制結(jié)構(gòu)和算法描述方法的理解。根據(jù)本題流程圖發(fā)現(xiàn)本題中不存在循環(huán)，但存在分支，并且本題流程圖清晰直觀的就可以看出如何計(jì)算一元二次方程的根，但是并非所有的算法都適合用流程圖表示。故本題選擇D選項(xiàng)。6.正確答案：C答案解析：本題考查對(duì)算法控制結(jié)構(gòu)的理解。算法中的循環(huán)控制結(jié)構(gòu)是一種重要的程序控制機(jī)制，用于重復(fù)執(zhí)行特定的代碼塊，直到滿足特定的條件為止。它在算法設(shè)計(jì)中起著關(guān)鍵作用，可以有效地處理重復(fù)性任務(wù)和迭代計(jì)算。本題中智能調(diào)度系統(tǒng)需要持續(xù)檢測(cè)公交車狀態(tài)，重復(fù)進(jìn)行分析決策，故而采用的為循環(huán)控制結(jié)構(gòu)，本題正確答案為C選項(xiàng)。【鞏固提升】7正確答案：A答案解析：分治法是一種重要的算法設(shè)計(jì)思想，特征包括問(wèn)題分解，將一個(gè)規(guī)模較大的復(fù)雜問(wèn)題分解為若干個(gè)規(guī)模較小、相互獨(dú)立且與原問(wèn)題形式相同的子問(wèn)題。這一特征使得復(fù)雜問(wèn)題得以簡(jiǎn)化，便于逐個(gè)解決。直到子問(wèn)題的規(guī)模小到可以直接求解。子問(wèn)題獨(dú)立性，各個(gè)子問(wèn)題之間相互獨(dú)立，這意味著解決一個(gè)子問(wèn)題不會(huì)影響其他子問(wèn)題的求解。遞歸求解，分治法通常采用遞歸的方式來(lái)求解子問(wèn)題。當(dāng)子問(wèn)題的規(guī)模足夠小時(shí)，直接求解；否則，繼續(xù)將子問(wèn)題分解為更小的子問(wèn)題，直到可以直接求解為止。合并子問(wèn)題解，將各個(gè)子問(wèn)題的解合并起來(lái)，得到原問(wèn)題的解。8.答案：C。答案解析：背包問(wèn)題是指有一個(gè)背包和一些物品，背包有一定的容量限制，每個(gè)物品都有各自的重量和價(jià)值。目標(biāo)是在不超過(guò)背包容量的前提下，選擇一些物品放入背包，使得背包中物品的總價(jià)值最大。通常使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法來(lái)解決，可以得到最優(yōu)解。貪心算法可能得不到最優(yōu)解；回溯算法和分治算法不適合解決背包問(wèn)題。9.正確答案：B答案解析：本題考查的是對(duì)利用解析式表示算法的理解，解析算法指容易通過(guò)找出解決問(wèn)題的前提條件與結(jié)果之間關(guān)系的表達(dá)式，并計(jì)算表達(dá)式來(lái)實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的求解。而B選項(xiàng)適合使用枚舉法，故正確答案為B.【鏈接高考】10.答案解析：分治法是一種重要的算法設(shè)計(jì)思想，特征包括問(wèn)題分解，將一個(gè)規(guī)模較大的復(fù)雜問(wèn)題分解為若干個(gè)規(guī)模較小、相互獨(dú)立且與原問(wèn)題形式相同的子問(wèn)題。這一特征使得復(fù)雜問(wèn)題得以簡(jiǎn)化，便于逐個(gè)解決