算法案例---秦九韶算法
一、教学要求:了解秦九韶算法的计算过程,并理解利用秦九韶算法可以减少计算次数、提高计算效率的实质;理解数学算法与计算机算法的区别,理解计算机对数学的辅助作用.
二、教学过程:
[复习准备]
1. 分别用辗转相除法和更相减损术求出两个正数623和1513的最大公约数.
2. 设计一个求多项式当时的值的算法. (学生自己提出一般的解决方案:将代入多项式进行计算即可)
提问:上述算法在计算时共用了多少次乘法运算?多少次加法运算?此方案有何优缺点?(上述算法一共做了5+4+3+2+1=15次乘法运算,5次加法运算. 优点是简单、易懂;缺点是不通用,不能解决任意多项式的求值问题,而且计算效率不高.)
[讲授新课]
1. 教学秦九韶算法:
① 提问:在计算的幂值时,可以利用前面的计算结果,以减少计算量,即先计算,然后依次计算,,的值,这样计算上述多项式的值,一共需要多少次乘法,多少次加法?(上述算法一共做了4次乘法运算,5次加法运算)
②结论:第二种做法与第一种做法相比,乘法的运算次数减少了,因而能提高运算效率,而且对于计算机来说,做一次乘法所需的运算时间比做一次加法要长得多,因此第二种做法能更快地得到结果.
③更有效的一种算法是:将多项式变形为
,
依次计算,
,
,
,
故.
――这种算法就是“秦九韶算法”. (注意变形,强调格式)
④练习:用秦九韶算法求多项式当时的值.
(学生板书师生共评教师提问:上述算法共需多少次乘法运算?多少次加法运算?)
⑤ 如何用秦九韶算法完成一般多项式的求值问题?
改写:.
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