Составить программу для нахождения всех натуральных решений уравнения в интервале

Видео:Дробно-рациональные уравнения. 8 класс.Скачать

Составить программу для нахождения всех натуральных решений уравнения в интервале

Видео:Решение неравенства методом интерваловСкачать

Задачи по информатике. Вложенные циклы.

1.Что будет выведено на экран монитора после выполнения следующих операторов:

FOR i := 0 to n DO

For j := 1 to b Do Write (‘*’);

c := a + b; a := b; b := c;

если n = 6? Решение какой задачи выражает этот фрагмент программы?

2. Дано натуральное число n. Можно его представить в виде суммы трех квадратов натуральных чисел? Если можно, то:

а) указать тройку x, y, z таких натуральных чисел, что x 2 + y 2 + z 2 = n;

б) указать все тройки x, y, z таких натуральных чисел, что x 2 + y 2 + z 2 = n.

3.Составить программу для нахождения всех натуральных решений уравнения n 2 + m 2 = k 2

в интервале [1,10].

Примечание: Решения, которые получаются перестановкой n и m, считать совпадающими.

4. Дано натуральное число:

а) сколько раз данная цифра А встречается в данном числе (А вводится с клавиатуры);

б) верно ли, что в данном числе сумма цифр больше В, а само число делится на В (вводится с клавиатуры)?

5. Найти все натуральные числа a, b и с из интервала от 1 до 20, для которых выполняется равенство: а 2 * b = c 2 .

Видео:Решение простых уравнений. Что значит решить уравнение? Как проверить решение уравнения?Скачать

Составить программу для нахождения всех натуральных решений уравнения в интервале

Цель: дать понятие о подпрограммах на паскале: процедурах и функциях. Учить использовать их при составлении более сложных программ; вводить и выполнять программы, используя компиляторы BPW или Turbo Pascal.

Отвлечемся на некоторое время от составления программ и поговорим о творческом процессе вообще, не только программиста или математика, а, например, художника или архитектора.
Допустим, что художник собирается нарисовать картину: портрет человека или что-то другое. Прежде, в глубине его сознания созревает общий образ будущего произведения, затем начинается ее реальное воплощение на холсте, бумаге, дереве или на чем-то другом. И вот здесь начинается тяжелейшая работа. Художник выполняет эскизы, рисунки отдельных фрагментов картины, а потом создает единое произведение, воплощающее в красках, цвете и тени, выношенный им образ.
Архитектор задолго до создания проекта своей новой конструкции также видит его целиком, а затем воплощает по отдельным частям единый проект здания или сооружения.
Подобно им и программист должен видеть в целом программу, которая решает какую-то задачу, а потом разбивает ее на отдельные части, составляет на выбранном языке программирования эти части программы, объединяет их в единое целое и получает программу.
Итак, весь творческий процесс можно разбить (разумеется, чисто условно) на следующие этапы:

1) основная идея решения задачи;
2) общая конструкция программы;
3) выделение отдельных, элементарных частей программы;
4) практическая реализация на языке программирования этих частей программы;
5) объединение их в единую программу.

Такой процесс программирования называют структурным или нисходящим. Более подробно с этим процессом мы познакомимся позже, когда изучим хотя бы основы языка программирования, но об отдельных частях, «кирпичиках», составляющих программу узнаем на этом занятии.

Подпрограммой называется группа операторов, к которой обращаются из основной программы несколько раз. Иногда это может быть 2, 3 раза, а очень часто, каждый раз из выполняемого цикла основной программы.

Вполне понятно, что писать несколько раз одинаковые группы операторов трудно, проделывается много «технической» работы, а в некоторых случаях просто невозможно (если обращаться приходиться каждый раз при выполнении цикла).
Для облегчения такой работы и созданы подпрограммы.

Использование подпрограмм позволяет:
1) сделать основную программу более наглядной и компактной;
2) уменьшить объем используемой памяти ЭВМ;
3) сократить время отладки программы.
На языке Паскаль подпрограммы бывают двух видов, — это процедуры и функции.
2. Процедуры

Рассмотрим следующий простой пример, с помощью которого попробуем разобраться в конструкции процедур на Паскале.

Пример 1. Составить программу, которая бы проверяла, являются ли три числа взаимно простыми.

Мы знаем, что числа называются взаимно простыми, если их наибольший общий делитель (НОД) равен 1. Значит, для решения этой задачи нам придется дважды находить НОД чисел. Если заданы три числа: a, b, c, то найти НОД(a, b), а затем найти НОД(НОД(a, b), c).
Дважды писать операторы для нахождения НОД нам не хочется, поэтому оформим операторы для НОД в виде процедуры.

Блок-схема процедуры nod

Рис. 44

Блок обращения к процедуре в основной программе

Рис. 45

Блок-схема основной программы

Рис. 46

Программа
Program Problem1;
uses WinCrt;
var
a, b, c, k : integer;

Procedure nod(a, b : integer; var n : integer);
var
r : integer;
begin
repeat
r := a mod b;
a := b; b := r
until b = 0;
n := a
end;

begin
nod(a, b, k);
a := k; b := c;
nod(a, b, k);
if k = 1 then writeln(«Числа взаимно простые»)
else writeln(«Числа не взаимно простые»)
end.
В разделе описаний, после описания переменных, записывается заголовок процедуры: Procedure
Это слово является служебным и зарезервировано в Паскале. В одной строке с ним, через пробел, записывается имя процедуры, которое должно удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к именам, основными из которых являются: начинаться с буквы и не иметь пробелов, т. е., требования такие же, как и к имени программы (имя нашей процедуры — nod):
Procedure nod(a, b : integer; var n : integer);

Далее, в скобках, записываются имена переменных и их типы, значения которых будут вводиться в процедуру из основной программы, в нашем случае, их две (a, b) и они имеют тип integer.
Сразу надо заметить, что имена этих переменных могут не совпадать с именами переменных в основной программе, скажем мы могли их обозначить m, n или любыми другими именами.
После точки с запятой и зарезервированного слова var, записываются переменные и их типы, значения которых будет являться результатом работы процедуры и выводятся из нее в основную программу. Такая переменная в нашем примере одна — n. Она выведет значение НОД чисел a и b. Ее имя также может иметь одноименное в основной программе и это нисколько не отразится на работе процедуры.
Обратите внимание, что перед переменными, значения которых вводятся из основной программы, не ставится слово var, а перед переменной, значение которой выводится в основную программу, это слово записано. Это очень важное обстоятельство!
Так, если поставить var перед a и b, то компилятор будет воспринимать эти переменные как выходные и вводимые для них значения воспринимать не будет, и, наоборот, если var не будет записано перед выходной переменной, то компилятор воспримет ее как входную и выводить ее значение в основную программу не будет.
Дальнейшее построение процедуры строится также, как и основная программа на Паскале.
Описываются переменные, которые будут участвовать в ее работе, но их имена не должны повторять имена уже описанных входных и выходных параметров в заголовке программы. Далее описываются необходимые для работы операторы.
В нашем примере процедура nod будет такой:

Procedure nod(a, b : integer; var n : integer);
var
r : integer;
begin
repeat
r := a mod b;
a := b; b := r
until b = 0;
n := a
end;

Основная программа строится обычным образом, но там, где необходимо найти НОД чисел, обращается к процедуре. Как?
Для этого обращаются к ней по имени, а в скобках записывают фактические значения входных переменных (в нашем случае для переменных a и b), а также имена выходных переменных (в нашем случае k).
Из приведенного ниже участка программы видно, что при первом обращении к процедуре nod определяется НОД чисел a и b (nod(a, b, k) и результат запоминается в переменную k, далее, изменяются значения переменных a и b и снова вызывается процедура nod, которая уже находит НОД чисел k и c и результат присваивает переменной k.

Вы можете видеть основную часть программы:

begin
write(«Введите три натуральных числа «); readln(a, b, c);
nod(a, b, k);
a := k; b := c;
nod(a, b, k);
if k = 1 then writeln(«Числа взаимно простые»)
else writeln(«Числа не взаимно простые»)
end.

Сделаем общие выводы для построения и работы процедур

Процедуры помещаются в разделе описаний и начинается зарезервированным (служебным) словом
Procedure

Процедуре обязательно дается имя, которое должно удовлетворять тем же требованиям, что и имена переменных, т.е. это может быть одна или несколько букв, комбинация букв и целых чисел, но без пробелов, начинаться с буквы и т.д.
После имени, в скобках записываются переменные — параметры и их тип: входные, значения которых используются для вычисления в качестве аргументов.
Выходные параметры — это те переменные, в которых получается результат выполнения процедуры.
Входные и выходные параметры процедуры называются формальными параметрами.
Фактические, конкретные, значения формальные параметры должны получить в основной программе после обращения к ней (а пока в процедуре они являются не чем иным, как «пустышками«).
После формальных параметров, описываются переменные, которые необходимы непосредственно для работы процедуры.
Это параметры процедуры. Они нужны в ней, как и в любой другой программе и описываются также. Их имена должны отличаться от имен входных и выходных параметров.
Надо заметить, что процедура может быть такой, что в ней не будет вообще параметров, достаточно тех, которые будут введены из программы.
Описание процедуры имеет вид:

Procedure ( : ;
var : );
var
(раздел описаний)
begin
(раздел операторов)
end;

Она помещается в основной программе в разделе описаний.
По входным и выходным параметрам процедуры могут быть следующих типов:

1) иметь и входные и выходные параметры:

Procedure ( : ;
var : );
Мы только познакомились с программой такого типа.
2) иметь входные параметры, но не иметь выходных:
Procedure ( : );
3) иметь выходные параметры, но не иметь входных:
Procedure (var : );
4) не иметь ни входных, ни выходных параметров:
Procedure ;

В зависимости от этого различаются процедуры по своей конструкции и выполняемым функциям.
Далее следует раздел операторов, который составляется по тем же правилам, как и в других программах.
Процедура описана и после этого начинается основная программа.

Вызов процедуры из программы

Как происходит вызов подпрограммы — процедуры?

Рассмотрим пример, где может быть использована процедура второго типа: имеет входные параметры, но не имеет выходных.

Пример 2. Составить программу, которая устанавливает, какие числа из заданного промежутка [a; b] можно представить в виде суммы двух квадратов целых чисел?

В этой программе, нам придется проверять каждое из чисел промежутка [a; b] можно ли его представить в виде суммы квадратов двух чисел, поэтому было бы разумно разработать процедуру, которая бы проверяла одно число и затем обращаться к ней из основной программы для проверки каждого числа из промежутка.
Процедуру составим по следующему способу. Пусть задано число n. Нам необходимо найти такие два числа a и b, чтобы сумма их квадратов была равна n, т.е. решить в целых числах уравнение:
Возникает естественное желание испытывать натуральные числа от 1 и до . А вот до какого значения неизвестно. Если их брать до числа n, то это будет слишком много лишней и бесполезной работы.
Чтобы выяснить этот вопрос, можно организовать цикл, в котором проверять сколько чисел a надо, чтобы выполнялось неравенство: Здесь, в качестве b взято наименьшее натуральное число 1. Организовав такой цикл, и подсчитав, сколько чисел a потребуется, мы узнаем сколько чисел надо просматривать, чтобы найти решение уравнения.
Этот цикл может быть таким:

a := 1; k := 1;
while a*a + 1 0 then
Если число нечетное, тогда его надо проверять. Сущность проверки будет заключаться в определении числа делителей. Но нам уже известен математический факт, что все делители некоторого натурального числа p находятся в промежутке от 1 до корня квадратного из этого числа (исключая само число). Значит, если имеются делители, в данном случае, от 3 до trunc(sqrt(p)), то оно является составным, а если таких делителей нет (четные числа мы уже исключили, а единицу и само число p не рассматриваем), тогда число будет простым.

Блок-схема процедуры

Рис. 49

Полностью процедура, устанавливающая является ли число простым, будет следующей (probleme number -простое число):

Procedure Probleme_number(p : integer);
var
i, k : integer;
begin
if p=2 then write(p, » «)
else if p mod 20
then
begin
i := 3; k := 0;
while i 0
then
begin
i := 3; k := 0;
while i 1 «); readln(n);
write(«Введите правую границу промежутка «); readln(m);
writeln(«Простые числа из промежутка [«, n, » «, m, «]»);
for i := n to m do probleme_number(i);
writeln
end.

Пример 4. Французский физик М. Мерсен (1588 — 1648) заметил, что многие простые числа имеют вид
2p — 1,

Алгоритм

Самый простейший алгоритм для составления программы, будет такой:
во-первых, необходима процедура для определения простых чисел, с которой мы уже знакомы;
во-вторых, нужна процедура, которая вычисляет степень натурального числа с натуральным показателем (эту процедуру вы уже должны были составлять при выполнении задания).

Блок-схема процедуры определения простого числа

Рис. 51

Процедура определения простого числа:

Procedure Probleme_number(p : longint; var v : longint);
var
i, k : longint;
begin
if p = 2 then v := p
else if p mod 2 0
then
begin
i := 3; k := 0;
while i p1 then extent(2, p, m);
if m m1 then probleme_number(m-1, n);
if n n1 then write(n, » «);
n1 := n; p1 := p; m1 := m
end;
Блок-схема основной программы

Рис. 53

Программа

Program Problem4;
uses WinCrt;
var
b, p, p1, m, m1, n, n1, i : longint;

Procedure Probleme_number(p : longint; var v : longint);
var
i, k : longint;
begin
if p = 2 then v := p
else if p mod 2 0
then
begin
i := 3; k := 0;
while i p1 then extent(2, p, m);
if m m1 then probleme_number(m — 1, n);
if n n1 then write(n,»; «);
n1 := n; p1 := p; m1 := m
end;
writeln
end.

Замечание. В дальнейшем, при работе с массивами чисел, мы найдем более простой способ нахождения чисел Мерсена с использованием «Решета Эратосфена«.

Задание 2

Найти наименьшее натуральное число n, такое, что не делится на n, но делится на n. Составьте блок-схемы процедур и основной программы, а затем и сами процедуры и программы.

Пример 5. Число, состоящее из n (n > 1) цифр, называется числом Армстронга, если сумма его цифр, возведенных в n-ю степень равна самому этому числу.
Например, числами Армстронга являются 153 и 1634, так как
153 = 13 + 53 + 33, 1634 = 14 + 64 + 34 + 44.

Выясняем сколько этих «лишних» цифр (m := s — n). Чтобы отбросить их, надо разделить последнее число p (а оно в силу инертности работы цикла увеличится еще на 1, поэтому действительное последнее число, сумма цифр которого подсчитывалась равно: p := p — 1) на 10, 100, 1000 и т. п., короче, на единицу с нулями, у которого столько нулей, сколько лишних цифр нами обнаружено, т. е. m.
С этой целью организуется цикл от 1 до м, в котором это число и строится:

m := s — n; p := p — 1; q := 1;
for i := 1 to m do q := q*10;

Теперь оно стало равно q. Далее следует разделить число p на q и «отбросить» ненужные цифры (c := p div q), а вот чтобы найти искомую цифру, надо еще найти остаток от деления c на 10 (а вдруг в оставшемся после деления на q числе еще остались не одна, а 2, 3 или более цифры, например, ).
Это выполняется последней группой операторов:
c := p div q; c := c mod 10;
Вам остается подумать, будет ли работать программа, когда сумма цифр s и число заданных цифр n окажутся равными?

Блок-схема основной программы

Рис. 61
Программа

Program Problem8;
uses WinCrt;
var
n, p, s, c, v, q, i, m : integer;

Procedure number(n : integer; var k : integer);
begin
k := 0;
repeat
k := k + 1;
n := n div 10
until n = 0
end;

begin
write(«Введите число цифр «); readln(n);
p := 1; s := 0;
repeat
number(p,v);
s := s + v;
p := p + 1
until s >= n;
m := s — n;
p := p — 1;
q := 1;
for i := 1 to m do q := q*10;
c := p div q;
c := c mod 10;
writeln(«Последняя цифра в записи этих цифр будет: «, c);
writeln(«Она находится в числе «, p)
end.

Задание 5

Изучив две предыдущие программы, вы можете выбрать некоторый свой способ для решения такого типа задач. Попробуйте предложить свой способ для решения задачи аналогичной примеру 5. Выписать подряд все четные числа: 24681012. . Какая цифра стоит на 1971-м месте? Составьте блок-схемы процедур и основной программы, напишиет процедуры и основную программу и выполните ее.

Пример 9. Счастливые автобусные билеты.
Номера автобусных билетов представляют собой шестизначные числа. Счастливым считается тот билет, у которого сумма первых трех цифр равна сумме последних трех цифр. Например, билет 356428 считается счастливым, так как:
3 + 5 + 6 = 4 + 2 + 8 =14.
Будем считать, что номера билетов принадлежат промежутку
[100000; 999999].

Алгоритм

Для программы составим две процедуры: одна — определяющая сумму цифр введенного числа, уже известную нам (sum number — сумма цифр):

Блок-схема процедуры, определяющей сумму цифр числа

Рис. 62

Процедура
Procedure sum_number(p : longint; var s : longint);
begin
s := 0;
while p 0 do
begin
s := s + p mod 10;
p := p div 10
end

end;

вторую — отделяющую первые и последние три цифры, а затем, с помощью вызова процедуры sum_number, устанавливает равны ли эти суммы (happiness — счастье):

Блок-схема процедуры «счастливые билеты»

Рис. 63
Процедура

Procedure happiness(x : longint);
var
l, r : longint;
begin
sum_number(x mod 1000, l);
sum_number(x div 1000, r);
if l = r then write(x,» «)
end;

x mod 1000 — отделяет последнее трехзначное число, а x div 1000 — первое трехзначное число.

Блок-схема основной программы

Рис. 64

Программа

Program Problem9;
uses WinCrt;
var
i : longint;

Procedure sum_number(p : longint; var s : longint);
begin
s := 0;
while p 0 do
begin
s := s + p mod 10;
p := p div 10
end
end;

Procedure happiness(x : longint);
var
l, r : longint;
begin
sum_number(x mod 1000, l);
sum_number(x div 1000, r);
if l = r then write(x, » «)
end;

begin
writeln(«Счастливые автобусные билеты»);
for i := 100000 to 999999 do happiness(i);
writeln
end.

Этот алгоритм можно изменить, учитывая следующее. Если мы имеем некоторый «счастливый» номер, последняя цифра которого отлична от нуля, а предпоследняя — от девяти, то следующий «счастливый» номер может быть получен одновременным уменьшением последней цифры и увеличением предпоследней на единицу (эта операция эквивалентна прибавлению 9). Отсюда следует, что нет смысла перебирать все числа из указанного промежутка и для каждого из них решать, представляет ли оно «счастливый» номер.
Попробуйте составить программу, используя эти соображения.

Задание 6

Составить блок-схемы процедур и основной программы, а также процедуры и программу, печатающие все номера счастливых билетов, которые равны:
а) квадрату какого-либо натурального числа;
б) кубу какого-либо натурального числа;

Упражнения

• Найти наибольший общий делитель всех чисел из заданного промежутка
• Сократить дробь. Даны натуральные числа a и b. Сократить дробь
• Найдите пять троек натуральных чисел (x; y; z), удовлетворяющих условию
• Б. Кордемский указывает одно интересное число 145, которое равно сумме факториалов своих цифр: 145 = 1! + 4! + 5!. Он пишет, что неизвестно, есть ли еще такие числа, удовлетворяющие названному условию. Выясните, существуют ли еще такие числа?
• Найти трехзначное число, являющееся точным квадратом числа a, и такое, чтобы произведение его цифр было равно a — 1.
• Найти все натуральные решения уравнения в интервале [1; 20]

• Найдите какие-нибудь три последовательных натуральных числа, каждое из которых делится на квадрат целого числа, большего единицы.
• Нетрудно указать тройку квадратов целых чисел, образующих арифметическую прогрессию: 1, 25, 49. Найдите еще три такие тройки (из квадратов чисел, не имеющих общего делителя, т. е. взаимно простых).
• Найти три таких простых числа, чтобы их сумма была в 5 раз меньше их произведения.
• Попробуйте найти решения задачи Ферма на некотором промежутке [a, b] для показателей из промежутка [1, 30].
• Попытайтесь найти пять идущих подряд целых чисел, таких, чтобы сумма квадратов двух наибольших из них равнялась сумме квадратов трех остальных?
• Некоторое четное число является суммой двух точных квадратов. Докажите, что его половина является суммой двух точных квадратов.
• Каждое из чисел 9, 25, 49, 81 при делении на 8 дает остаток 1. Что это: случайность или же этому закону подчинены квадраты всех нечетных чисел?

• Пусть у целых чисел A и B последние k цифр одинаковы. Докажите, что у чисел и (n — любое натуральное) также k последних цифр одинаковы (ограничиться случаями n = 2, 3, 4).

Видео:Решение уравнений в несколько действий. Как объяснить ребенку решение уравнений?Скачать

3. Рекурсия

Такой процесс, когда в процедуре происходит обращение к самой себе, называется рекурсией (рекурсия — возврат). (Происходит от латинского recurreus — возвращающийся).
Теперь нам предстоит более подробно поговорить о рекурсиях.

Рекурсия — это такой способ организации подпрограммы, при котором в ходе выполнения она обращается сама к себе.

Приведем примеры, которые уже стали классическими, использования рекурсий в подпрограммах:

Пример 10. Вычисление факториала числа.

Ниже приведена программа вычисления факториала числа, в которой используется рекурсивная процедура fac:

Блок-схема процедуры вычисления факториала числа

Рис. 65
Процедура

Procedure fac(n : integer; var f : real);
begin
if (n = 0) or (n = 1)
then f := 1
else
begin
fac(n — 1, f);
f := f*n
end
end;

Разберемся детально в работе этой процедуры. Для этого снова обратимся к математике.
Для вычисления факториала числа n, т.е. n! надо умножить последовательно n натуральных чисел от 1 до n:
Так, 4! будет равно:
Это прямой путь вычисления или итеративный.
Возможен и другой путь вычисления: Этот путь можно назвать возвратным или рекурсивным.
Именно на этом принципе основана работа приведенной процедуры.
Пусть введено в программу значение 4 для вычисления факториала 4! Как будет работать процедура?
После начала ее работы, будет выполнена проверка:
if (n = 0) or (n = 1) then f := 1
Понятно, что 4 не равно 0 и не равно 1, значит будет выполняться оператор после else, т. е. fac(n — 1, f), а это означает, что снова будет вызвана также процедура, но значение n уменьшится на единицу и станет равным 3; затем снова будет выполнена проверка условия:
if (n = 0) or (n = 1) then f := 1 и переход к вызову процедуры fac(n — 1, f).
Значение n уменьшится на 1 и станет равным 2 и т. д. до тех пор, пока n не станет равным 1, а значение f получит значение 1 (надо заметить, что при всех предыдущих операциях значение f оставалось равным 0, а точнее говоря, неопределенным).
После этого, начнется обратный процесс, в котором будет выполняться команда: f := f*n. Он будет происходить так:
f := 1*4; f := 4*3; f := 12*2; f := 24*1.
Образно говоря, при первоначальном процессе, значения n от 4 до 1 «запоминаются» в стековую память «Паскаль-машины«, а при следующем процессе, значения n «считываются» из стековой памяти “Паскаль-машины” и умножаются на значения f.
Условно-схематически это можно изобразить так: значения n запоминаются в стек-память «Паскаль-машины«:

а затем начинают считываться в обратном порядке, начиная с единицы.
Обязательным элементом в описании всякого рекурсивного процесса является некоторое утверждение, определяющее условие завершения рекурсии; иногда его называют опорным условием рекурсии (или «якорем«). В нашем случае это условие:
if (n = 0) or (n = 1) then f := 1.

В опорном условии может быть задано какое-то фиксированное значение, заведомо достигаемое в ходе рекурсивного вычисления и позволяющего организовать своевременную остановку процесса; применительно к вычислению факториала им будет равенство 1! = 1. Таким образом, любое рекурсивное определение всегда содержит два элемента: условие завершения и способ выражения одного шага решения посредством другого, более простого шага.
Для четкого понимания происходящих при этом процессов необходимо иметь в виду, что:
а) при каждом вызове процедуры создается новый экземпляр f;
б) все экземпляры f накапливаются во внутреннем стеке “Паскаль-машины” и
в) в любой момент обработке доступен только один, хронологически последний экземпляр переменной f, который
г) по завершению очередного рекурсивного вызова автоматически уничтожается).

Вывод

Блок-схема основной программы

Рис. 66

Программа

Program Problem10;
uses WinCrt;
var
n : integer;
f : real;

Procedure fac(n : integer; var f : real);
begin
if (n=0) or (n=1)
then f := 1
else
begin
fac(n — 1, f);
f := f*n
end
end;

begin
write(«Введите натуральное значение n «); readln(n);
fac(n, f);
writeln(«Факториал числа «, n, » равен «, f:12:0)
end.

Турбо-Паскаль 7 или 6 дает очень удобную возможность пошаговой трассировки программы и процедуру. Для этого достаточно последовательно нажимать клавишу F7 и вы сможете полностью убедиться в правильности наших соображений.

Рекурсивная форма организации подпрограммы обычно выглядит изящнее итерационной (последовательной) и дает более компактный текст программы, но при выполнении, как правило, медленнее и может вызвать переполнение стека.

Как избавиться от этой неприятности вы узнаете позже. Но стоит знать, что при зацикливании программы следует выйти из нее нажатием + + ( ) (для Турбо-Паскаля 7 или 6).

Еще примеры с использованием рекурсивных процедур.

Пример 11. Над цепью озер летела стая белых гусей. На каждом озере садилось половина гусей и еще полгуся, а остальные летели дальше. Все гуси сели на семи озерах. Сколько гусей было в стае?

Математически задача решается устно очень остроумным способом.
Пусть вместе со стаей белых гусей все время летит еще один, Серый гусь. Если к некоторому озеру подлетит m белых гусей и Серый, то на этом озере садится — ровно половина всех гусей вместе с серым. Поэтому после каждого озера число летящих гусей уменьшается ровно вдвое. После семи озер оно уменьшится в 27 = 128 раз, а остается летящим один Серый гусь. Значит, вначале было 128 гусей, из них 127 — белых.

А теперь выполним, образно говоря, прямые рассуждения для решения задачи.
Обозначим через xk количество летящих белых гусей, когда впереди еще k озер. Тогда условие задачи записывается так:

Отсюда получаем для последовательности (xk) рекуррентное соотношение
.

Зная его, легко составить блок-схему и рекурсивную процедуру:

Рис. 67

Procedure goose(x, k : integer);
begin
if k = 1 then writeln(x)
else goose(2*x + 1, k — 1)
end;

В процедуру вводятся всего две переменные: x — искомое число гусей; k — число озер. Процедура устроена с расчетом, что гуси уже пролетели все 7 озер, значит надо вводить значение для x — один (1), а для k — семь (7). В процедуре устроено, что число k уменьшается на 1 и тогда опорным условием («якорем«) завершения процедуры является условие равенства 1 значений k и после этого на экран надо выдать значение числа гусей:
if k = 1 then writeln(x)
Опорное условие может быть и другим, если первоначальным значением k будет 1, тогда при повторном обращении к процедуре значение k надо не уменьшать, а увеличивать на 1 (k + 1), опорным условием, в этом случае, будет k = 7.

Блок-схема основной программы

Рис. 68
Ниже приводится законченная программа решения этой задачи:

Program Problem11;
uses WinCrt;
var
k : integer;

Procedure goose(x, k : integer);
begin
if k = 1 then write(x)
else goose(2*x + 1, k — 1)
end;

begin
write(«Введите число озер «); readln(k);
write(«В стае было «);
goose(1, k);
writeln(» гусей»)
end.

Придерживаясь подобных соображений, решите следующую задачу.

Задание 7

Поток студентов пять раз сдавал один и тот же зачет (не сумевшие сдать зачет приходили на следующий день). Каждый день успешно сдавала зачет треть всех пришедших студентов и еще треть студента. Каково наименьшее возможное число студентов, так и не сдавших зачет за пять раз?

Легко составлять рекурсивные процедуры, если задачи связаны с арифметическими или геометрическими прогрессиями, вообще последовательностями (к ним мы вернемся позже), заданными как формулами n-го члена, так и рекуррентными соотношениями.
Вот еще несколько простых программ с рекурсивными процедурами.

Пример 12. Мой богатый дядюшка подарил мне один доллар в мой первый день рождения. В каждый следующий день рождения он удваивал свой подарок и прибавлял к нему столько долларов, сколько лет мне исполнилось. Написать программу, подсчитывающую общую сумму денег, подаренных к N-му дню рождения и указывающую, к какому дню рождения сумма подарка превысит 100$.

Вначале напишем программу, сколько денег получит племянник к n-му дню рождения.
Снова попробуем составить рекурсивную процедуру, хотя возможен и другой путь решения.
Введем обозначения: k — число лет племянника, p — количество денег, которые дает дядя на каждом дне рождения, s — общая сумма денег, полученных племянником за все годы, n — счетчик числа дней рождения, который считает в обратном порядке от n (введенного пользователем) до 1.

Блок-схема процедуры

Рис. 69

Процедура

Procedure uncle(k, p, s, n : longint);
begin
if n = 1
then write(s)
else
begin
k := k + 1;
p := 2*p + k;
uncle(k, p, s + p, n — 1)
end
end;

Задаются первоначальные значения формальным параметрам процедуры: n — вводится пользователем из основной программы (вы обратили внимание, что в этой, как и в предыдущей процедуре нет выходных параметров и нет переменных в самой процедуре, хотя возможны и другие варианты).

Увеличивается число лет: k := k + 1; вычисляется подарок к k-тому дню рождения: p:= 2*p + k; вызывается процедура, в которой увеличивается на p общая сумма полученных денег s и уменьшается на 1 число дней рождения:

uncle(k, p, s + p, n — 1)

Далее весь процесс повторяется, до тех пор, пока n не станет равным 1.

Блок-схема основной программы

Рис. 70

Программа

Program Rich_man1; man — богатый >
uses WinCrt;
var
n : integer;

Procedure uncle(k, p, s, n : longint);
begin
if n = 1
then write(s)
else
begin
k := k + 1;
p := 2*p + k;
uncle(k, p, s + p, n — 1)
end
end;

begin
write(«Введите число лет племянника «); readln(n);
write(«Я получу к «, n, «-ому дню рождения «);
uncle(1, 1, 1, n);
writeln(» долларов»)
end.

Во второй части условия требуется определить число лет, когда сумма полученных денег будет равна или превысит 100 долларов. Для этого в процедуре меняется опорное условие: if s >= 100 then write(n), а все остальное остается без изменений.

Program Rich_man2;
uses WinCrt;
var
n : integer;

Procedure uncle1(k, p, s, n : longint);
begin
if s >= 100
then write(n)
else
begin
k := k + 1;
p := 2*p + k;
uncle1(k, p, s + p, n + 1)
end
end;

begin
write(«Сумма подарка превысит 100 долларов к «);
uncle1(1, 1, 1, 1);
writeln(» -ому дню рождения»)
end.

Следующие задачи решаются аналогично и особого труда не представляют, поэтому я предлагаю их для самостоятельной работы. Используйте рекурсивные процедуры.

Задание 8

1. Ежедневно Незнайка учит половину от суммы выученных за два предыдущих дня иностранных слов и еще два слова. Знайка считает, что силы Незнайки иссякнут, когда нужно будет выучить 50 слов в день. Написать программу, определяющую, через сколько дней иссякнут силы у Незнайки, если в первые два дня он выучил по одному слову.
2. Татьяна Ларина, читая очередной французский роман, подсчитала сумму номеров прочитанных страниц. Обозначим эту сумму Q. Написать программу, определяющую номер последней прочитанной страницы.
3. Царевна-лягушка съедает ежедневно на 20% комаров больше, чем в предыдущий день, и еще два комара. Написать программу, определяющую через сколько дней количество съеденных комаров превысит 100, если в первый день было съедено 12 комаров.
4. На каждом следующем дне рождения Винни Пух съедает столько же пищи, что и на двух предыдущих. На двух первых днях рождения у Пятачка и Кролика он съел по 100 г пищи. Написать программу, определяющую, сколько килограммов пищи съест Винни Пух на пятнадцатом дне рождения.
5. Одноклеточная амеба каждые 3 часа делится на 2 клетки. Определить, сколько клеток будет через 3, 6, 9, 12, . 24 часа.

Рассмотрим более сложную задачу, для составления программы которой используется рекурсивная процедура.

Пример 13. Перемножая большие числа, можно быстро получить переполнение. Поэтому, для того чтобы напечатать произведение, превышающее наибольшее допустимое для данного целого типа (integer или longint) числа, надо применить искусственные средства.

Процедура multiplication умножает число a на каждую цифру числа b, начиная с цифры единиц. Последняя цифра полученного произведения, сложенная с последней цифрой имеющегося в памяти частичного произведения, печатается, а все прочие цифры запоминаются — передаются как параметры при рекурсивном обращении к процедуре multiplication. В самом конце производится умножение на первую (левую) цифру числа b. На этом умножение заканчивается. Тогда печатается начало результата — накопившееся частичное произведение без последней цифры (s div 10), а после него при возвращении из рекурсии — все остальные цифры произведения (s mod 10) в обратном порядке по сравнению с тем, как они вычислялись при входе в рекурсию.

Блок-схема процедуры «большие произведения»

Рис. 71

Процедура

Procedure multiplication(a, b, s : longint);
begin
if b 0
then
begin
s := s+a*(b mod 10);
multiplication(a, b div 10, s div 10);
write(s mod 10:1)
end
else if s 0 then write(s)
end;

Блок-схема основной программы

Рис. 72

Программа

Program Problem13;
uses WinCrt;
var
x, y : longint;

Procedure multiplication(a, b, s : longint);
begin
if b 0
then
begin
s := s+a*(b mod 10);
multiplication(a, b div 10, s div 10);
write(s mod 10:1)
end
else if s 0 then write(s)
end;

begin
write(«Введите первый множитель «); readln(x);
write(«Введите второй множитель «); readln(y);
write(x,»*»,y:1,» = «);
if ((x 0)) or ((x > 0) and (y ( ) :
var
Дальнейшее построение такое же, как и во всех других программах на языке Паскаль.
begin

:=
end;

Обязательной является команда присваивания имени функции результата, полученного в итоге ее работы. Функция может быть использована несколько раз в программе.
Для ее вызова достаточно указать имя функции и задать значение формальных параметров: ( ).
Например: s(2, 3) или s(n, a). Параметры и переменные функции могут иметь те же имена, что и переменные в основной программе.

Снова обратимся к наиболее типичным примерам, создаваемых функций. Как вы смогли уже убедиться, их конструкция мало чем отличается от процедур, да и существует возможность обратных преобразований функций в процедуру и процедур в функции.
Известный ряд чисел Фибоначчи имеет вид:
1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, .
Каждый член этой последовательности, начиная с третьего, равен сумме двух предыдущих членов.
Если первый член последовательности обозначить f1, второй — тогда можно составить такую зависимость:

Пользуясь такой зависимостью, можно получить все члены последовательности чисел Фибоначчи.

Зная зависимость между последующим и предыдущими членами, легко создать рекурсивную функцию, позволяющую найти n-е число ряда Фибоначчи:

Блок-схема рекурсивной функции «числа Фибоначчи»

Рис. 73

Рекурсивная функция

Function fib(n : integer) : longint;
begin
if (n = 1) or (n = 2)
then fib := 1
else fib := fib(n — 1) + fib(n — 2)
end;

Здесь, мы одновременно проследим и построение функции и рекурсии.

В заголовке указывается зарезервированное слово Function, далее пишется по фантазии пользователя ее имя, удовлетворяющее всем требованиям, предъявляемым к идентификаторам.

В скобках описываются, как и в процедурах, входные параметры, заметьте, в функции есть только входные параметры, в качестве выходного значения используется сама функция, поэтому обязательно указывается ее тип.

И вот теперь ее имя fib может быть использовано в программе, наряду со встроенными функциями, в различных операторах и арифметических вычислениях.

Построение самой функции начинается, как и построение любой другой программы, но обязательно надо присваивать конечное значение самой функции: fib.

Блок-схема нерекурсивной функции «числа Фибоначчи»

Рис. 74

Нерекурсивная функция

Function fib(n : integer) : longint;
var
f, f1, f2, i : integer;
begin
f1 := 1; f := 0;
for i := 1 to n do
begin
f2 := f1;
f1 := f;
f := f1 + f2;
end;
fib := f
end;

Конечно, удобно составлять программу, когда все члены ряда вычисляются по одному правилу, но в ряде Фибоначчи выпадают из общего правила два первых члена. Если мы хотим вычислить и их по тому же правилу, тогда следует в функции fib искусственно продолжить ряд влево, пополнив его двумя фиктивными членами: f(-1) = 1 и f(0) = 0. Тогда ряд примет следующий вид:

1 0 — фиктивные члены ряда
1 1 2 3 5 . — подлинные члены ряда.

При наличии этих двух фиктивных членов все подлинные члены ряда вычисляются по тем же правилам.
Работу этой функции понять несложно, поэтому мы не будем останавливаться на детальном разборе ее работы.
Можно составить функцию для вычисления чисел Фибоначчи используя рекурсию, тогда она будет выглядеть более компактной:
Function fib(n : integer) : integer;
begin
if (n = 1) or (n = 2)
then fib := 1
else fib := fib(n — 1) + fib(n — 2)
end;

Однако, несмотря на внешнюю изысканность, эта функция крайне неэффективна.
Давайте детально проследим за ходом ее работы.
Когда n = 1 или n = 2, получаем значение функции, выполнив функцию один (первый) раз.
Когда n = 3, выполняется вторая (else) ветвь условного оператора и значение функции находится из выражения fib(2) + fib(1).
Для того, чтобы вычислить значение выражения, следует еще два раза (рекурсивно) обратиться к функции fib.
Когда n = 4, функция будет выполняться пять раз, а когда n = 5 — девять раз.
fib(4) fib(5)

fib(3) fib(2) fib(4) fib(3)

fib(2) fib(1) fib(3) fib(2) fib(2) fib(1)

fib(2) fib(1)
Таким образом, при возрастании значения параметра функции очень быстро возрастает и число обращений к функции, а тем самым увеличивается время вычисления. Это происходит от того, что вторая рекурсивная ветвь условного оператора содержит сразу два рекурсивных вызова. Поэтому эта рекурсивная функция служит примером очень часто встречаемых неэффективных рекурсивных функций.
Часто, внешняя любезность рекурсии оборачивается большими неприятностями.
Приведем и другой способ вычисления членов ряда Фибоначчи с помощью с помощью функции, построенной итеративно. Для ее построения возможны два способа.

Пример 1
Первый способ
Function Fib(n: integer):longint;
var
f1, f2, f : longint;
i : integer;
begin
f2 := 1; f := 1;
if (n = 1) or (n = 2)
then f := 1
else
for i := 3 to n do
begin
f1 := f2; f2 := f
f := f1 + f2;
end;
fib := f
end;

Function fib(n : integer) : integer;
var
f, f1, f2, i : integer;
begin
f1 := 1; f := 0;
for i := 1 to n do
begin
f2 := f1;
f1 := f;
f := f1+f2;
end;
fib := f
end;

Блок-схема основной программы

Рис. 75

Основная программа:

Program Problem1;
uses WinCrt;
var
i, n : integer;

Function fib(n : integer) : integer;
var
f, f1, f2, i : integer;
begin
f1 := 1; f := 0;
for i := 1 to n do
begin
f2 := f1;
f1 := f;
f := f1 + f2;
end;
fib := f
end;

begin
write(«Введите значение n «); readln(n);
writeln(«Числа Фибоначчи»);
for i := 1 to n do write(fib(i), » «);
writeln
end.

Пример 2. Последовательность (an) задается так: — сумма цифр квадрата числа плюс 1. Постройте эту последовательность и найдите .

При построение членов последовательности нам придется находить сумму цифр числа. Поэтому есть смысл составить функцию, которая определяет сумму цифр числа. Эта функция может быть построена так:

Блок-схема функции «сумма цифр числа»

Рис. 76

Функция

Function Sum(a : integer) : integer;
var
s : integer;
begin
s := 0;
repeat
s := s + a mod 10;
a := a div 10
until a = 0;
Sum := s
end;

Вторая функция — это функция, с помощью которой можно получить любой член последовательности:

Блок-схема функции получения любого члена последовательности

Рис. 77

Функция

Function Succ(n : integer) : integer;
var
a, i : integer;
begin
a := 7;
for i := 2 to n do a := Sum(a*a) + 1;
Succ := a
end;

Блок-схема основной программы

Рис. 78

Программа

Program Succession;
uses WinCrt;
var
a, i, n : integer;

Function Sum(a: integer): integer;
var
s: integer;
begin
s:=0;
repeat
s := s + a mod 10;
a := a div 10
until a = 0;
Sum := s
end;

Function Succ(n : integer): integer;
var
a, i : integer;
begin
a := 7;
for i := 2 to n do a := Sum(a*a) + 1;
Succ := a
end;

begin
write(«Введите число членов последовательности «); readln(n);
for i := 1 to n do write(Succ(i), » «);
writeln;
writeln(«a[1000] = «, Succ(1000))
end.

Задание 10

1. Последовательность (an) задается так: a1 — некоторое натуральное число, — сумма квадратов цифр числа n 1.
а). Постройте эту последовательность. Будет ли она периодична?

4.1. Применение ряда Фибоначчи

Пример 2. Определение минимума функции с помощью ряда Фибоначчи.

Ряд Фибоначчи много интересных применений в математике. О некоторых из них мы поговорим позже, а на этом занятии разберем использование этого ряда для поиска минимума функции на заданном промежутке (смотри также В.Ф. Очков, Ю.В. Пухначев, «128 советов начинающему программисту», Москва, 1991 г.).
Для примера рассмотрим функцию на промежутке (0, 2). График этой функции, а точнее, его часть на промежутка (0, 2) показан на рисунке 35.

Рис. 79

Итак, стоит задача найти минимум функции на этом промежутке, т.е. значение x, при котором получается минимум и значение функции y в этой точке. Первая мысль, которая возникает — это делить отрезок (0, 2) пополам, затем выяснять, на каком из получившихся частей может находится минимум и делить эту часть пополам и так далее. Такой процесс возможен, но имеет два существенных недостатка.
Во-первых, «приближение» к точке минимума будет очень медленным, придется испробовать много вариантов, чтобы «подобраться» к искомой точке.
Во-вторых, при даже очень большом количестве делений точность приближения будет невелика.
Поэтому, возникает необходимость как-то иначе делить отрезок (если мы избрали метод деления отрезка). Но как? Отделять от одного конца 4-ю или 3-ю части и постепенно сужать отрезок к лучшему результату не приведет, пожалуй еще и к худшему.
Улучшить процесс деления отрезка помогает ряд Фибоначчи. Может даже возникнуть впечатление, что он как будто специально создан для этой цели. Хотя ряд возник совершенно из других более естественных соображений, он показывает число появления кроликов во 2-й, 3-й, 4-й и т. д. годы, если первоначально есть только одна самка и один самец. Но многие закономерности природы прекрасно описываются математическими средствами, вот и в нашем примере ряд Фибоначчи дает очень хорошие результаты.
Для деления отрезка можно задать число делений — n, а затем в зависимости от n определить коэффициент деления, как отношение (n — 1)-го и n-го членов ряда. Если a — левый конец промежутка, b — правый, тогда разделить отрезок можно так: x2 := a + (b — a)*fib(n — 1)/fib(n); y2 := f(x2);
Для n = 10 отношение fib(9)/fib(10) = 34/55 = 0.6181818. . Тогда, правая граница станет равна: x2 := 1.236364. . Для дальнейшего процесса поиска, надо «приблизить» левый конец промежутка на такое же расстояние к правому концу ( ), затем найти соответствующее значения функции (y1 := f(x1) и определить, который из промежутков брать для дальнейшего рассмотрения.
В дальнейшем могут возникнуть несколько случаев.
Если x2 > x1 и y2 > y1, тогда в качестве правого конца промежутка принять x2 и зафиксировать его (b := x2), а x2 заменить на x1 (x2 := x1), y2 присвоить значение y1 (y2:=y1) и повторить процесс приближения левого конца к правому:
x1 := a + b — x2.
Если x2 y1, тогда a := x2; x2 := x1; y2 := y1 и повторить:
x1 := a + b — x2.
Если x2 > x1 и y2 x1) and (y2 > y1)
then
begin
b := x2;
x2 := x1;
y2 := y1; goto 1
end;
if (x2 y1)
then
begin
a := x2;
x2 := x1;
y2 := y1; goto 1
end;
if (x2 > x1) and (y2 e do
begin
x1 := a + b — x2;
y1 := func(x1);
if (x2 > x1) and (y2 > y1)
then
begin
n := n + 1;
approach(a, b, n, x2, y2);
b := x2; x2 := x1; y2 := y1; goto 1
end;
if (x2 y1)
then
begin
n := n + 1;
approach(a, b, n, x2, y2);
a := x2; x2 := x1; y2 := y1; goto 1
end;
if (x2 > x1) and (y2 1 и с не делится на d, то уравнение целых решений не имеет.

Пример. Найти целое решение уравнения 16x — 34y = 7.

(16, 34) = 2, 7 не делится на 2, уравнение целых решений не имеет.

Теорема 4. Если в уравнении ах + by = с (a, b) = d > 1 и c делится на d, то оно равносильно уравнению а1х + b1у = c1, в котором (a1, b1) = 1.

Теорема 5. Если в уравнении ах + by = с (а, b) = 1, то все целые решения этого уравнения заключены в формулах:

где x0, y0 — целое решение уравнения ах + by = 1, t — любое целое число.
Приведенные теоремы позволяют установить следующее правило решения в целых числах уравнения ах + by = с, где (а, b) = 1:
1) находится целое решение уравнения ах + by = 1 путем представления 1 как линейной комбинации чисел а и b (существуют и другие способы отыскания целых решений этого уравнения, например при использовании цепных дробей);
2) составляется общая формула целых решений данного уравнения:

где x0, y0 — целое решение уравнения ах + by = 1, t—любое целое число.
Придавая t определенные целые значения, можно получить частные решения данного уравнения: наименьшие по абсолютной величине, наименьшие положительные (если можно) и т. д.

Пример 1. Найти целые решения уравнения 407х — 2816у = 33.

1) Упрощаем данное уравнение, приводя его к виду 37х — 256у = 3.
2) Решаем уравнение 37x — 256y = 1.

. .
3) Найдем решения данного уравнения по формулам:

Ответ:

Для составления программы решения неопределенных уравнений, нам предстоит решить три задачи:
1) нахождение НОД, для последующего выяснения числа решений уравнения, — это легко сделать с помощью известной процедуры;
2) нахождение одного решения уравнения вида ах + by = 1 и
3) последующий вывод обобщенных результатов решения с учётом знаков a и b, и с учетом формулы где t — произвольное целое число.

Первую задачу можно решить с помощью рекурсивной функции:

Function nod(a, b : integer) : integer;
begin
if b = 0 then nod := abs(a)
else nod := nod(abs(b), abs(a) mod abs(b))
end;

Для решения второй задачи применять методику нахождения остатков от деления, а затем выполнять процесс в обратном порядке для компьютера нерационально. Проще составить два цикла с параметром, перебирающие числа от наименьшего (который равен наибольшему по модулю, но берётся с противоположным знаком) до наибольшего из коэффициентов (почему, будут существовать решения уравнения, меньшие или равные его коэффициентов? Докажите сами).

if abs(a) > abs(b) then max := abs(a) else max := abs(b);
for x := -max to max do
for y := -max to max do

Для вывода результатов следует рассмотреть несколько случаев, в зависимости от знаков коэффициентов a и b, а также, чтобы не получать несколько ответов, включить оператор безусловного перехода, после завершения проверки каждого условия.

Procedure The_equation(a, b : integer);
label 1;
var
max, x, y, n : integer;
begin
if (nod(a, b) 1) then writeln(«Уравнение не имеет решений»);
if abs(a) > abs(b) then max := abs(a) else max := abs(b);
for x := -max to max do
for y := -max to x do
begin
if (a*x + b*y = 1) and (a > 0) and (b > 0)
then
begin
writeln(«Решения уравнения x = «, x, «+», b,»*t, y = «, y, «-«, a, «*t,»);
writeln(«где t — произвольное целое число»); goto 1
end;
if (a*x + b*y = 1) and (a 0)
then
begin
writeln(«Решения уравнения x = «, x, «+», b,»*t, y = «, y, » «, a, «*t,»);
writeln(«где t — произвольное целое число»); goto 1
end;
if (a*x + b*y = 1) and (a > 0) and (b 1) then writeln(«Уравнение не имеет решений»);
if abs(a) > abs(b) then max := abs(a) else max := abs(b);
for x := -max to max do
for y := -max to x do
begin
if (a*x + b*y = 1) and (a > 0) and (b > 0)
then begin writeln(«Решения уравнения x = «, x, «+», b,»*t, y = «, y, «-«, a, «*t,»);
writeln(«где t — произвольное целое число»); goto 1 end;
if (a*x + b*y = 1) and (a 0)
then begin writeln(«Решения уравнения x = «, x, «+», b,»*t, y = «, y, » «, a, «*t,»);
writeln(«где t — произвольное целое число»); goto 1 end;
if (a*x + b*y = 1) and (a > 0) and (b e do
begin
c := (a + b)/2;
if func(a)*func(c) e do
begin
c := (a + b)/2;
if func(a)*func(c) e do
begin
c := (a + b)/2;
if fx(a)*fx(c) e do
if y1 0 do
begin
s := s + p mod 10;
p := p div 10
end
end;

2. Процедура, вычисляющая количество цифр в числе:

Procedure quantity_number(n : integer; var k : integer);
begin
k := 0;
repeat
k := k + 1;
n := n div 10
until n = 0
end;

3. Процедура, записывающая заданное число в обратном порядке, например, 3467 записывает так: 7643.

Procedure backwards(n : integer; var a : integer);
begin
a := 0;
repeat
a := a*10 + n mod 10;
n := n div 10
until n = 0
end;

4. Процедура перестановки первой и последней цифр числа.

Procedure first_last_number(n : integer; var n1 : integer);
var
a, i, p : integer;
begin

a := n; i := 1;
p := n mod 10;
while n >= 10 do
begin
i := i*10;
n := n div 10
end;
n1 := a — n*i — p + n + p*i
end;

5. Процедура, определяющая, является число числом — палиндромом.

Procedure palindrom(a : integer);
var
b, c, p : integer;
begin
b := a; c := 0;
repeat
p := b mod 10;
c := c*10 + p;
b := b div 10
until b = 0;
if c = a then writeln(«Число «, a, » является палиндромом»)
else writeln(«Число «, a, » не явл. палиндромом»)
end;

6. Процедура нахождения цифрового корня числа.
Цифровым корнем числа называется сумма цифр заданного числа, затем сумма цифр полученной суммы и т.д. до тех пор, пока эта сумма не станет однозначным числом.

Procedure radical_number(n : integer; var k : integer);
var
p, s : integer;
begin
repeat
s := 0;
while n 0 do
begin
p := n mod 10; s := s+p; n := n div 10
end;
n := s
until n b then n := b else n := a;
n := n + 1;
repeat
n := n — 1
until (a mod n = 0) and (b mod n = 0)
end;

2-й способ (по 1-му алгоритму Евклида)

Procedure nod2(a, b : integer; var n : integer);
begin
while a b do
begin
if a > b then a := a — b else b := b — a
end;
n := a
end;

3-й способ (по 2-му алгоритму Евклида)

Procedure nod(a, b : integer; var n : integer);
var
r : integer;
begin
repeat
r := a mod b;
a := b; b := r
until b = 0;
n := a
end;

8. Рекурсивная процедура нахождения НОД.

Procedure nod(a, b : integer; var n : integer);
begin
if b = 0 then n := a else nod(b, a mod b, n)
end;

9. Процедуры нахождения наименьшего общего кратного двух целых чисел (НОК).

1-й способ

Procedure nok(a, b : integer; var k : integer);
var
m, n : integer;
begin
k := 0;
repeat
if a > b then
begin
m := a; n := b
end
else
begin
m := b; n := a
end;
k := p + m
until k mod n = 0
end;

2-й способ (с использованием НОД).

Procedure nok1(a, b : integer; var k : integer);
var
n, c : integer;
begin
n := a*b;
repeat
c := a mod b;
a := b; b := c
until b = 0;
k := n div a
end;

10. Процедура определения всех делителей заданного числа.

1-й способ

Procedure everyone_divisor(n : integer);
var
i : integer;
begin
writeln(«Делители числа «, n);
for i := 1 to n div 2 do
if n mod i = 0 then write(i, » «);
writeln(n)
end;

2-й способ

Procedure everyone_divisor(n : integer);
var
i : integer;
begin
writeln(«Делители числа «, n);
for i := 1 to trunc(sqrt(n)) do
if n mod i = 0 then write(i, » «, n div i, » «)
end;

11. Процедура, определяющая число делителей натурального числа:

Procedure number_division(n : integer; var k : integer);
var
d : integer;
begin

k := 0;
for d := 1 to n div 2 do
if n mod d = 0 then k := k + 1;
k := k + 1
end;

12. Процедура разложения числа на простые множители:

Procedure probleme_number(n : integer);
var
i : integer;
begin
while n mod 2 = 0 do
begin
write(2, » «);
n := n div 2
end;
i := 3;
while i 0
then
begin
i := 3; k := 0;
while i 0
then
begin
i := 3; k := 0;
while i =n;
m := s — n; p := p — 1; q := 1;
for i := 1 to m do q := q*10;
c := p div q;
c := c mod 10;
writeln(«Последняя цифра в записи этих цифр будет «, c);
writeln(«Она находится в числе «, p)
end;
20. Процедуры вычисления степени натурального числа с натуральным показателем:

с циклом repeat . until .

Procedure extent(a, n : integer; var s : integer);
var
i : integer;
begin
i := 1; s := 1;
repeat
s := s*a; i := i + 1
until i = n
end;

с циклом for . to . do .

Procedure extent(a, n : integer; var s : longint);
var
i : integer;
begin
s := 1;
for i := 1 to n do s := s*a
end;

функция вычисления степени числа:

Function extent(a, n : longint) : longint;
var
i : integer;
begin
extent := 1;
for i := 1 to n do extent := extent*a
end;

21. Процедура вычисления факториала числа:

итеративная

Procedure fac(n : integer; var f : longint);
var
i : integer;
begin
if n = 0 then f := 1 else for i := 1 to n do f := f*i
end;

рекурсивная

Procedure fac(n : integer; var f : longint);
begin
if (n = 0) or (n = 1) then f := 1
else
begin
fac(n — 1, f);
f := f*n
end
end;

22. Рекурсивная процедура умножения числа a на каждую цифру числа b, начиная с единиц:

Procedure umnogenie(a, b, s : integer);
begin
if b 0
then
begin
s := s + a*(b mod 10);
umnogenie(a, b div 10, s div 10);
write(s mod 10:1)
end
else
if s 0 then write(s)
end;

23. Функции вычисления чисел ряда Фибоначчи.

итеративная

Function fib(n : integer) : integer;
var
f, f1, f2, i : integer;
begin
f1 := 1; f := 0;
for i := 1 to n do
begin
f2 := f1; f1 := f;
f := f1 + f2;
end;
fib := f
end;

рекурсивная

Function fib(n : integer) : integer;
begin
if (n = 1) or (n = 2)
then fib := 1
else fib := fib(n — 1) + fib(n — 2)
end;

24. Процедура отделения корней на заданном промежутке [a; b] для заданной функции fx, т.е. определения промежутков, на которых может находиться хотя бы один корень (h — шаг), (x1, x2 — границы полученных промежутков).

Procedure separation_root(a, b, h : real);
var
x1, x2, y1, y2 : real; k : integer;
Function fx(x : real) : real;
begin
fx := .
end;
begin
k := 0; x1 := a; x2 := x1 + h;
y1 := fx(x1);
while x2 eps do
begin
c := (a + b)/2;
if func(a)*func(c) e do
begin
x1 := a + b — x2; y1 := func(x1);
if (x2 > x1) and (y2 > y1)
then
begin
n := n + 1;
approach(a, b, n, x2, y2);
b := x2; x2 := x1; y2 := y1; goto 1
end;
if (x2 y1)
then
begin
n := n + 1;
approach(a, b, n, x2, y2);
a := x2; x2 := x1; y2 := y1; goto 1
end;
if (x2 > x1) and (y2 e do
if y1 1) and (c mod nod(a, b) = 0)
then begin n:= nod(a,b); a := a div n; b := b div n; c := c div n end
else if (nod(a, b) 1) and (c mod nod(a, b) 0)
then writeln(«Уравнение не имеет решений»);
if abs(a) > abs(b) then max := abs(a) else max := abs(b);
for x := -max to max do
for y := -max to x do
begin
if (a*x + b*y = 1) and (a > 0) and (b > 0)
then begin writeln(«Решения уравнения x = «, x*c, «+», b,»*t, y = «, y*c, «-«, a, «*t,»);
writeln(«где t — произвольное целое число»); goto 1 end;
if (a*x + b*y = 1) and (a 0)
then begin writeln(«Решения уравнения x = «, x*c, «+», b,»*t, y = «, y*c, » «, a, «*t,»);
writeln(«где t — произвольное целое число»); goto 1 end;
if (a*x + b*y = 1) and (a > 0) and (b < 0)
then begin writeln(«Решения уравнения x = «, x*c, » «, b,»*t, y = «, y*c, «-«, a, «*t,»);
writeln(«где t — произвольное целое число»); goto 1 end;
if (a*x + b*y = 1) and (a < 0) and (b < 0)
then begin writeln(«Решения уравнения x = «, x*c, » «, b,»*t, y = «, y*c, » «, a, «*t,»);
writeln(«где t — произвольное целое число»); goto 1 end
end;

1: end;

Автор: Тишин Владимир Иванович

Победа знаний Это было давно. В некотором царстве, в некотором государстве на престол взошел неграмотный король: в детстве он не любил математику и родной язык, рисование и пение, чтение и труд. Вырос этот король неучем. Стыдно перед народом. И порешил король: пусть все в этом государстве будут неграмотными. Он закрыл школы, но разрешил изучать только военное дело, чтобы .

Ядро нашей Галактики (направление на созвездие Стрельца, на фото справа) в 1948-м году впервые удалось сфотографировать в тепловых лучах советским астрономам В.Б.Никонову, В.И.Красовскому и А.А.Калиняку в Крымской обсерватории. От Солнца ядро закрыто скоплениями газа и пыли, но тепловые лучи их с потерями преодолевают. Изучение ядра с помощью инфракрасных, рентгеновских .

Make — заставить/ сделать(создать) : когда ‘make’ используется в предложении, то глагол идущий после него пишется без ‘to’ : What makes you think so? = Что заставляет вас так думать? Вместо глагола может быть прилагательное : He made me angry = Он разозлил меня. You made me happy = Ты меня осчастливел. В некоторых случаях ‘make’ имеет значение ‘сделать’ заменяя глагол ‘to do’ и иногда трудно определить, что надо вставить .

Примеры причастных оборотов с причастием 1 : The rising sun = Восходящее солнце. The approaching train = Приближающийся поезд. The woman, standing at the window is my sister = Женщина, стоящая у окна, моя сестра. I recognized the boy, playing near us = Я узнал игравшего около нас мальчика. The man, writing something at the table, is my brother = Человек, что-то пишущий за столом, мой брат. Определительный причастный оборот должен следовать за тем существительным .

Видео:Как найти корни уравнения в Excel с помощью Подбора параметраСкачать

Метод подсчёта количества решений

Линейные алгебраические уравнения — одни из самых простых уравнений, которые мы можем решить. Если в уравнении только одна переменная, решение тривиально, в то время как для системы линейных уравнений существует множество способов найти уникальные решения.

В этой статье нас интересует частный случай линейного уравнения с несколькими переменными. Хорошо известно, что подобное уравнение имеет бесконечное число решений. Мы наложим определённые ограничения и в значительной степени сократим количество решений.

Общая форма интересующего нас уравнения:

где n и m — положительные целые числа.

Наша задача — найти число решений этого уравнения, предполагая, что xᵢ являются целыми числами. Это предположение значительно снижает число решений заданного уравнения.

Видео:Решение уравнений - математика 6 классСкачать

Нам нужен метод

Давайте начнём с частного случая общего уравнения:

Нетрудно найти все решения этого уравнения методом простого счёта. Решения заданы парами (x₁, x₂):

Мы видим, что уравнение имеет шесть решений. Также нетрудно предположить, что, если мы заменим правую часть определённым положительным целым числом m, решения будут выглядеть так:

и мы сможем подсчитать число решений — m+1.

Это было просто, верно?

Теперь возьмём немного более сложный вариант с тремя переменными, скажем:

С несколько большими усилиями, чем в предыдущем примере, находим решения в виде наборов из трёх чисел (x₁, x₂, x₃):

Число решений в этом случае равно 10.

Легко представить, что метод прямого счёта может стать очень утомительным для уравнения с большим количеством переменных. Он также становится утомительным, если целое число в правой части уравнения становится больше — например, если в правой части у нас будет 8, а не 3, решений будет уже 45. Разумеется, не хотелось бы искать все эти решения методом прямого счёта.

Значит, нужен эффективный метод.

Видео:Подготовка к ОГЭ . Рациональные неравенства | Математика | TutorOnlineСкачать

Разрабатываем метод

Существует ещё один способ, которым можно решить предыдущие два уравнения. Давайте снова начнём с этого уравнения:

Одним из решений было (5, 0). Давайте преобразуем его в:

Мы разложили решение на нули и единицы, соответствующие каждому числу. Ненулевую часть (в данном случае 5) мы разложили на соответствующее число единиц, а ноль преобразовали в ноль. Таким же образом мы можем разложить и другое решение:

Мы поменяли прежнее расположение нуля, чтобы получить новое решение. Итак, два числа в парах (обозначенные красным и голубым) разделены нулём (чёрный) в разложенном виде. Таким же образом запишем оставшиеся решения:

Записав решения таким образом, видим закономерность. Кажется, все решения — это просто перестановки нулей и единиц. Вопрос о том, сколько существует решений, становится эквивалентным вопросу как много таких перестановок нулей и единиц может быть сделано, начиная с любой из конфигураций.

В данном случае у нас есть 6 местоположений в разложенной конфигурации для размещения нулей и единиц. Мы можем выбрать простейшее решение в качестве начальной конфигурации:

Теперь всё, что нам нужно найти, это общее число способов, которыми можно заполнить шесть местоположений пятью единицами и одним нулём.

Подобные задачи подсчёта мы можем решить различными способами, но наиболее эффективным будет способ, разработанный в такой области математики как комбинаторика, которая даёт нам формулу для числа способов перестановки r объектов в n местоположений:

где n! (читается как “n факториал”) определяется как произведение всех целых чисел от 1 до n, т.е. n! = 1 × 2 × 3 × ⋅ ⋅ ⋅ × n. Мы также определяем 0! = 1.

Эта формула обычно записывается в компактной форме как:

Теперь, возвращаясь к задаче, мы можем использовать эту формулу для нахождения числа способов перестановки пяти единиц в шести местоположениях:

Это то же самое число, что мы получили методом прямого счёта!

Выглядит многообещающе, поэтому давайте проверим, сможем ли мы найти таким способом число решений второго линейного уравнения:

Некоторые решения можно записать в разложенном виде:

В этот раз нам нужно заполнить тремя единицами и двумя нулями пять местоположений. Используя формулу мы можем найти число способов расположения чисел:

И опять то же число, что мы получили методом прямого счёта. Мы можем также найти число решений для нерешённого случая, где в правой части уравнения 8 вместо 3. Одним из решений будет:

а нам нужно найти число способов разместить 8 единиц в 10 местоположениях, и это будет:

как и утверждалось выше.

Если мы уверены в том, что этот метод работает для всех случаев, нам нужна общая формула. Напомним, что общее уравнение имеет вид:

Простейшее решение этого уравнения:

Поскольку существует n переменных, количество нулей в этом решении равно n-1. Таким образом, разложение выглядит так:

В разложенной конфигурации видим m и n-1 нулей (как утверждалось выше).

Следовательно, общее число местоположений, которые нужно заполнить, равно (m+n-1). Единственное, что остаётся — найти число способов, которыми можно заполнить m+n-1 местоположений m единиц, что определяется по формуле:

🔥 Видео

Cистемы уравнений. Разбор задания 6 и 21 из ОГЭ. | МатематикаСкачать

Правила решения уравнений в 5 классе. Как запомнить и вывести их самому.Скачать

Неравенства с модулем | Математика | TutorOnlineСкачать

СУПЕР ЛАЙФХАК — Как решать Иррациональные УравненияСкачать

УРАВНЕНИЯ С МОДУЛЕМ. Метод интервалов для решения уравнений.Скачать

Математика это не ИсламСкачать

Решение уравнений (метод дихотомии) на C#Скачать

Как решать неравенства? Часть 1| МатематикаСкачать

Как решать уравнения с модулем или Математический торт с кремом (часть 1) | МатематикаСкачать

УДИВИТЕЛЬНЫЙ способ решения уравнения 4-ой степениСкачать

Алгоритмы. Нахождение корней уравнений методом деления отрезка пополам.Скачать

Решение систем уравнений методом подстановкиСкачать

СЛОЖИТЕ ДВА КОРНЯСкачать