信息学之数学基础Word下载.docx
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pnum,n:
p:
array[1..maxn]oflongint;
functionIsPrime(x:
boolean;
vari:
integer;
fori:
=1topnumdo
ifsqr(p[i])<
=xthen
begin
ifxmodp[i]=0then
IsPrime:
=false;
exit;
end;
end
=true;
IsPrime:
proceduremain;
varx:
pnum:
while(pnum<
n)do
inc(x);
ifIsPrime(x)then
inc(pnum);
p[pnum]:
procedureout;
vari,t:
=1tondo
write(p[i]:
5);
=t+1;
iftmod10=0thenwriteln;
readln(n);
main;
out;
end.
2.算法5:
求不大于n的所有素数
programsushu3;
constmaxn=10000;
i,k,n:
a:
array[1..maxn]ofinteger;
=1tondoa[i]:
=i;
a[1]:
i:
=2;
whilei<
ndo
k:
=2*i;
whilek<
=ndo
a[k]:
k:
=k+i;
=i+1;
while(a[i]=0)and(i<
n)doi:
ifa[i]<
>
0
then
write(a[i]:
=k+1;
ifkmod10=0thenwriteln;
end
3.算法6:
将整数分解质因数的积
programBasicMath_PolynomialFactors;
maxp=1000;
num,p:
array[1..maxp]oflongint;
fillchar(num,sizeof(num),0);
fillchar(p,sizeof(p),0);
while(n>
1)do
inc(x);
ifnmodx=0then
while(nmodx=0)do
n:
=ndivx;
inc(num[pnum]);
varj,i:
forj:
=1tonum[i]do
writeln;
1.3方程ax+by=c的整数解及应用
1.算法7:
求方程ax+by=c的整数解
procedureequation(a,b,c:
varx0,y0:
longint);
vard,x,y:
d:
=exgcd(a,b,x,y);
ifcmodd>
0then
writeln('
noanswer'
);
halt;
endelse
x0:
=x*(cdivd);
y0:
=y*(cdivd);
2.方程ax+by=c整数解的应用
例1:
有三个分别装有a升水、b升水和c升水的量筒(gcd(a,b)=1,c>
b>
a>
0),现c筒装满水,
问能否在c筒个量出d升水(c>
d>
0)。
若能,请列出一种方案。
算法分析:
量水过程实际上就是倒来倒去,每次倒的时候总有如下几个持点:
1.总有一个筒中的水没有变动;
2.不是一个筒被倒满就是另一个筒被倒光;
3.c筒仅起中转作用,而本身容积除了必须足够装下a简和b简的全部水外,别无其
它限制。
程序如下:
programmw;
type
node=array[0..1]oflongint;
a,b,c:
node;
d,step,x,y:
vart:
ifb=0then
exgcd:
;
else
t:
=t-(adivb)*y
procedurefill(vara,b:
node);
ifa[1]<
b[0]-b[1]thent:
=a[1]
elset:
=b[0]-b[1];
=a[1]-t;
b[1]:
=b[1]+t
write('
a,b,c,d='
readln(a[0],b[0],c[0],d);
equation(a[0],b[0],d,x,y);
step:
c[1]:
=c[0];
writeln(step:
5,'
:
'
a[1]:
5,b[1]:
5,c[1]:
ifx>
repeat
ifa[1]=0thenfill(c,a)else
ifb[1]=b[0]thenfill(b,c)elsefill(a,b);
inc(step);
writeln(step:
untilc[1]=d
ifb[1]=0thenfill(c,b)else
ifa[1]=a[0]thenfill(a,c)elsefill(b,a);
untilc[1]=d;
1.4求a^bmodn
1.算法8:
直接叠代法求a^bmodn
functionf(a,b,n:
longint;
vard,i:
begin
=2tobdod:
=dmodn*a;
=dmodn;
f:
=d;
2.算法9:
加速叠代法
vard,t:
whileb>
0do
begin
ift=1thenbegin
exitend
;
ifbmod2=1thend:
=d*tmodn;
b:
=bdiv2;
=t*tmodn;
=d
练习:
1.熟记并默写以上算法.
第三章排列与组合
3.1加法原理与乘法原理
3.2排列与组合概念与计算公式
3.3排列与组合的产生算法
3.1加法原理与乘法原理
1.加法原理:
做一件事情,完成它可以有n类办法,在第一类办法中有m1种不同的方法,在第二类办法中有m2种不同的方法,……,在第n类办法中有mn种不同的方法。
那么完成这件事共有N=m1+m2+...+mn种不同的方法。
2.乘法原理:
做一件事情,完成它需要分成n个步骤,做第一步有m1种不同的方法,做第二步有m2种不同的方法,……,做第n步有种mn不同的方法,那么完成这件事有N=m1*m2*...*mn种不同的方法。
3.两个原理的区别:
一个与分类有关,一个与分步有关;
加法原理是“分类完成”,乘法原理是“分步完成”。
1.由数字1,2,3,4,5可以组成多少个三位数(各位上的数字允许重复)?
②
2.由数字0、1,2,3,4,5可以组成多少个三位数(各位上的数字允许重复)?
③
3.由数字0,1,2,3,4,5可以组成多少个十位数字大于个位数字的两位数?
例
4.一个三位密码锁,各位上数字由0,1,2,3,4,5,6,7,8,9十个数字组成,可以设置多少种三位数的密码(各位上的数字允许重复)?
首位数字不为0的密码数是多少种?
首位数字是0的密码数又是多少种?
5.如图,要给地图A、B、C、D四个区域分别涂上3种不同颜色中的某一种,允许同一种颜色使用多次,但相邻区域必须涂不同的颜色,不同的涂色方案有多少种?
6.某班有22名女生,23名男生.
①
选一位学生代表班级去领奖,有几种不同选法?
选出男学生与女学生各一名去参加智力竞赛,有几种不同的选法?
7.105有多少个约数?
并将这些约数写出来.
8.从5幅不同的国画、2幅不同的油画、7幅不同的水彩画中选不同画种的两幅画布置房间,有几种选法?
9.若x、y可以取1,2,3,4,5中的任一个,则点(x,y)的不同个数有多少?
10.一个口袋内装有5个小球另一个口袋内装有4个小球,所有这些小球的颜色各不相同①从两个口袋内任取一个小球,有种不同的取法;
11.从两个口袋内各取一个小球,有种不同的取法.
12.乘积(a1+a2+a3)(b1+b2+b3+b4)(c1+c2+c3+c4+c5)展开共有个项。
13.有四位考生安排在5个考场参加考试.有种不同的安排方法。
(答案:
125;
180;
15;
1000,900,100;
6;
45,506;
8;
59;
25;
9;
20;
60;
625)
3.2排列与组合的概念与计算公式
1.排列及计算公式
从n个不同元素中,任取m(m≤n)个元素按照一定的顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列;
从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有排列的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用符号p(n,m)表示.
p(n,m)=n(n-1)(n-2)……(n-m+1)=n!
/(n-m)!
(规定0!
=1).
2.组合及计算公式
从n个不同元素中,任取m(m≤n)个元素并成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合;
从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数.用符号
c(n,m)表示.
c(n,m)=p(n,m)/m!
=n!
/((n-m)!
*m!
);
c(n,m)=c(n,n-m);
3.其他排列与组合公式
从n个元素中取出r个元素的循环排列数=p(n,r)/r=n!
/r(n-r)!
.
n个元素被分成k类,每类的个数分别是n1,n2,...nk这n个元素的全排列数为
n!
/(n1!
*n2!
*...*nk!
).
k类元素,每类的个数无限,从中取出m个元素的组合数为c(m+k-1,m).
1.
(1)用0,1,2,3,4组合多少无重复数字的四位数?
(96)
(2)这四位数中能被4整除的数有多少个?
(30)
(3)这四位数中能被3整除的数有多少个?
(36)
2.用0,1,2,3,4五个数字组成无重复数字的五位数从小到大依次排列.
(1)
第49个数是多少?
(30124)
(2)
23140是第几个数?
(40)
3.求下列不同的排法种数:
6男2女排成一排,2女相邻;
(p(7,7)*p(2,2))
6男2女排成一排,2女不能相邻;
(p(6,6)*p(7,2))
(3)
5男3女排成一排,3女都不能相邻;
(p(5.5)*p(6,3))
(4)
4男4女排成一排,同性者相邻;
(p(4,4)*p(4,4)*p(2,2))
(5)
4男4女排成一排,同性者不能相邻。
4.有四位医生、六位护士、五所学校。
若要选派三位医生到五所学校之中的三所学校举办健康教育讲座,每所学校去一位医生有多少种不同的选派方法?
(c(5,3)*p(4,3))
在医生或护士中任选五人,派到五所学校进行健康情况调查,每校去且仅去一人,有多少种不同的选派方法?
(p(10,5))
组成三个体检小组,每组一名医生、两名护士,到五所学校中的三所学校为老师体检,有多少种不同的选派方法?
(c(5,3)*p(4,3)*c(6,2)*c(4,2)*c(2,2))
5.平面上有三条平行直线,每条直线上分别有7,5,6个点,且不同直线上三个点都不在同一条直线上。
问用这些点为顶点,能组成多少个不同四边形?
(2250)
6.平面上有三条平行直线,每条直线上分别有7,5,6个点,且不同直线上三个点都不在同一条直线上。
问用这些点为顶点,能组成多少个不同三角形?
(751)
7.将N个红球和M个黄球排成一行。
例如:
N=2,M=2可得到以下6种排法:
红红黄黄红黄红黄红黄黄红黄红红黄黄红黄红黄黄红红
问题:
当N=4,M=3时有多少种不同排法?
(不用列出每种排法)(35)
8.用20个不同颜色的念珠穿成一条项链,能做多少个不同的项链.(20!
/20)
9.在单词MISSISSIPPI中字母的排列数是(11!
/(1!
*4!
*2!
)
10.求取自1,2,...k的长为r的非减序列的个数为(c(r+k-1,r))
3.3排列与组合的产生算法
1.排列的产生
方法1:
(递归,深度优先产生)
程序如下:
programpailei;
constm=4;
vara:
array[1..m]ofinteger;
array[1..m]ofboolean;
procedureprint;
=1tomdo
write(a[i]);
proceduretry(dep:
integer);
if
b[i]then
a[dep]:
b[i]:
ifdep=mthenprintelsetry(dep+1);
fillchar(b,sizeof(b),true);
try
(1);
方法2.根据上一个排列产生下一个排列.
constm=5;
i,j,temp,k,l:
=1tomdoa[i]:
repeat
print;
=m-1;
while(i>
0)and(a[i]>
a[i+1])doi:
=i-1;
ifi>
j:
=m;
while
a[j]<
a[i]doj:
=j-1;
temp:
=a[i];
a[i]:
=a[j];
a[j]:
=temp;
l:
whilek<
ldo
=a[k];
a[k]:
=a[l];
a[l]:
=l-1
untili=0;
2.组合的产生算法
算法1:
programzuhe;
constn=6;
m=4;
array[0..m]ofinteger;
i,j:
=1tomdowrite(a[i]);
=a[dep-1]+1
ton-(m-dep)do
a[0]:
算法2:
根据前一个组合产生下一个组合
array[1..m]ofinteger;
a[i]:
print;
i:
while(i>
0)and(a[i]=n-(m-i))dodec(i);
ifi>
=a[i]+1;
forj:
=i+1tomdoa[j]:
=a[j-1]+1;
1.已知n(1<
=n<
=20)个整数x1,x2,…,xn(1<
=xi<
=5000000),以及一个整数k(k<
n)。
从n个整数中任选k个整数相加,可分别得到一系列的和。
现在,要求你计算出和为素数共有多少种。
2.n个部件,每个部件必须经过先A后B两道工序。
以知部件i在A,B机器上的时间分别为ai,bi。
如何安排加工顺序,总加工时间最短?
输入:
5
部件
1
2
3
4
5
ai
8
7
10
bi
6
9
输出:
34
15
4
2
3
第四章计算几何
4.1基础知识
4.2线段相交判断
4.3寻找凸包算法
4.1基础知识
1.两点间的距离公式:
已知:
平面上的两点的直角坐标分别为P1(x1,y1),P2(x2,y2),则P1和P2两点间的距离为
d=sqrt((x1-x2)*(x1-x2)+(y1-y2)*(y1-y2))
2.线段的中点坐标公式:
平面上的两点的直角坐标分别为P1(x1,y1),P2(x2,y2),则线段P1P2的中点坐标为
x=(x1+x2)/2
y=(y1+y2)/2
3.直线的斜率公式:
已知:
平面上的两点的直角坐标分别为P1