算法设计与分析第二章课后答案

此为刘仁仁编写教材答案

算法设计与分析习题第二章 分治与递归

2010-12-28

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2.1 对于顺序查找算法，分析目标值存在于数组中的 概率p趋于0的含义，这种情况下平均查找次数有什么 样的变化？当p趋于1时呢？ 见教材P12。平均比较次数为 n - p(n-1)/2。 p趋于0,平均次数趋于n;p趋于1时，平均次数趋于 (n+1)/2。(求极限)

2010-12-28

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2.2 对于折半查找算法，分析目标值存在与数组 中的概率p对算法的时间复杂度的影响。 见教材P12。平均比较次数为log2n。 平均次数与p关系不大，趋向于log2n。

2010-12-28

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2.3 在一个由10个元素构成的数组中，用折半查找法 查各个位置上元素分别需要进行多少次元素值的比较？ 数组元素 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 分别对应的比较次数 3 2 3 4 1 3 4 2 3 4

2010-12-28

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2.4 试写出求二叉树中序遍历序列的递归程序。 void walk (T_Node *p) { if ( p == NULL )return; walk( p->left); print

第2章 人工智能与知识工程初步

1. 设有如下语句，请用相应的谓词公式分别把他们表示出来：s

(1) 有的人喜欢梅花，有的人喜欢菊花，有的人既喜欢梅花又喜欢菊花 。 解：定义谓词d P(x)：x是人 L(x,y)：x喜欢y

其中，y的个体域是{梅花，菊花}。

将知识用谓词表示为：

(?x )(P(x)→L(x, 梅花)∨L(x, 菊花)∨L(x, 梅花)∧L(x, 菊花)) (2) 有人每天下午都去打篮球。 解：定义谓词 P(x)：x是人 B(x)：x打篮球 A(y)：y是下午

将知识用谓词表示为：a

(?x )(?y) (A(y)→B(x)∧P(x))

(3) 新型计算机速度又快，存储容量又大。 解：定义谓词

NC(x)：x是新型计算机 F(x)：x速度快 B(x)：x容量大

将知识用谓词表示为： (?x) (NC(x)→F(x)∧B(x))

(4) 不是每个计算机系的学生都喜欢在计算机上编程序。 解：定义谓词

S(x)：x是计算机系学生

L(x, pragramming)：x喜欢编程序 U(x,computer)：x使用计算机 将知识用谓词表示为：

? (?x) (S(x)→L(x, pragramming)∧U(x,computer

第二章 网络资源设备

红色字体为不确定答案。 1. 服务器是如何分类的？ 答：（1）按硬件体系结构划分——服务器采用的CPU架构划分：CISC架构、VLIW架构和RISC架构3类。 （2）按网络应用规模划分——按服务器性能的不同：可以将服务器分为入门级、工作组、部门级和企业级。

（3）按照外观划分：台式服务器、机架式服务器、刀片服务器和机柜服务器4种。

2.在服务器中所使用的相关技术有哪些？

答：1.对称多处理器技术2.集群技术，3.分布式内存存取技术，4.高性能存储技术， 5.Intel 服务器控制技术，6.应急管理端口，7.智能输入/输出（I2O）技术，8.热拔插，9. I2C 总线技术，10.刀片技术。 3.服务器配置要点是什么？ 答：1.响应速度和作业吞吐量 2.可扩展性 3.高可用性 4.可管理性 5.可靠性

4.如何为用户选购一款适合的服务器？ 答：1.服务器选型原则

在选择服务器时应遵循以下原则： （1）.高稳定性，（2）符合要求，（3）最佳性价比，（4）知名品牌优先。

2.网络服务与服务器选型

不同应用方向对服务器配置的要求是不同的，有的要重点考虑处理器、内存、有的则要重点考虑硬盘或网络的I/O吞吐能力

3.网

第二章 网络资源设备

红色字体为不确定答案。 1. 服务器是如何分类的？ 答：（1）按硬件体系结构划分——服务器采用的CPU架构划分：CISC架构、VLIW架构和RISC架构3类。 （2）按网络应用规模划分——按服务器性能的不同：可以将服务器分为入门级、工作组、部门级和企业级。

（3）按照外观划分：台式服务器、机架式服务器、刀片服务器和机柜服务器4种。

2.在服务器中所使用的相关技术有哪些？

答：1.对称多处理器技术2.集群技术，3.分布式内存存取技术，4.高性能存储技术， 5.Intel 服务器控制技术，6.应急管理端口，7.智能输入/输出（I2O）技术，8.热拔插，9. I2C 总线技术，10.刀片技术。 3.服务器配置要点是什么？ 答：1.响应速度和作业吞吐量 2.可扩展性 3.高可用性 4.可管理性 5.可靠性

4.如何为用户选购一款适合的服务器？ 答：1.服务器选型原则

在选择服务器时应遵循以下原则： （1）.高稳定性，（2）符合要求，（3）最佳性价比，（4）知名品牌优先。

2.网络服务与服务器选型

不同应用方向对服务器配置的要求是不同的，有的要重点考虑处理器、内存、有的则要重点考虑硬盘或网络的I/O吞吐能力

3.网

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第二章

2.1 （1）y’’(t)+5y’(t)+6y(t)=f(t), y(0-)=1, y’(0-)=-1 解：微分方程对应的特征方程为 λ2+5λ+6=0 其特征根为λ1=-2，λ2=-3,系统的零输入 响应可写为 yzi (t)=C1e-2t+C2e-3t

又 (0-)=y(0-)=1, ( )= ( )=-1,则有

1= + -1=-2 -3

由以上两式联立，解得 =2， =-1 即系统的零输入响应为 (t)=2 - ,t

(2) 微分方程的特征方程为 其特征根 系统的零输入响应可写为

又 ( )= ( )=-2,则有

)=

以上两式联立，解得 ，

因此系统的

第二章 牛顿定律

2 -1 如图(a)所示,质量为m 的物体用平行于斜面的细线联结置于光滑的斜面上,若斜面向左方作加速运动,当物体刚脱离斜面时,它的加速度的大小为( )

(A) gsin θ (B) gcos θ (C) gtan θ (D) gcot θ

分析与解 当物体离开斜面瞬间,斜面对物体的支持力消失为零,物体在绳子拉力FＴ (其方向仍可认为平行于斜面)和重力作用下产生平行水平面向左的加速度a,如图(b)所示,由其可解得合外力为mgcot θ,故选(D)．求解的关键是正确分析物体刚离开斜面瞬间的物体受力情况和状态特征．

2 -2 用水平力FN把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止．当FN逐渐增大时,物体所受的静摩擦力Ff的大小( )

(A) 不为零,但保持不变 (B) 随FN成正比地增大

(C) 开始随FN增大,达到某一最大值后,就保持不变 (D) 无法确定

分析与解 与滑动摩擦力不同的是,静摩擦力可在零与最大值μFN范围内取值．当FN增加时,静摩擦力可取的最大值成正比增加,但具体大小则取决于被作用物体的运动状态．由题意知,物体一直保持静止状态,故静摩擦力与重力大小相等,方向相反,并保持不变,故选(A)．

2 -3 一

第2章习题

1. 证明当ak?0时，任何多项式p(n)?aknk?ak?1nk?1?...?a0属于集合?(nk)

aknk?ak?1nk?1?...?a0p(n)?ak>0 解：limk?limkn??nn??n

所以p(n)?aknk?ak?1nk?1?...?a0??(nk)

2. 对于下列每一种函数，指出它们属于哪一种?(g(n))类型（尽量使用最简单的g(n)），并给出证明。

a. (n2?1)10 b. 10n2?7n?3 c. 2nlg(n?2)2?(n?2)2lgd. 2n?1?3n?1 e. ?log2n?

118216n20?C20n?C20n?...?1(n2?1)10?lim?1 解： a. lim2020n??n??nnn2

所以 (n2?1)10??(n20)

10n2?7n?310n2?7n?3 b. lim?lim?1

n??n??nn2

所以

10n2?7n?3??(n)

nc. 由于2nlg(n?2)2??(nlgn)，(n?2)2lg??(n2lgn)。显然，当n??2

2时，nlgn>nlgn，所以2nlg(n?2)?(n?2)lg22n2??(n2lgn)

时，3>2，所

第二章 牛顿定律

2 -1 如图(a)所示,质量为m 的物体用平行于斜面的细线联结置于光滑的斜面上,若斜面向左方作加速运动,当物体刚脱离斜面时,它的加速度的大小为( )

(A) gsin θ (B) gcos θ (C) gtan θ (D) gcot θ

分析与解 当物体离开斜面瞬间,斜面对物体的支持力消失为零,物体在绳子拉力FＴ (其方向仍可认为平行于斜面)和重力作用下产生平行水平面向左的加速度a,如图(b)所示,由其可解得合外力为mgcot θ,故选(D)．求解的关键是正确分析物体刚离开斜面瞬间的物体受力情况和状态特征．

2 -2 用水平力FN把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止．当FN逐渐增大时,物体所受的静摩擦力Ff的大小( )

(A) 不为零,但保持不变 (B) 随FN成正比地增大

(C) 开始随FN增大,达到某一最大值后,就保持不变 (D) 无法确定

分析与解 与滑动摩擦力不同的是,静摩擦力可在零与最大值μFN范围内取值．当FN增加时,静摩擦力可取的最大值成正比增加,但具体大小则取决于被作用物体的运动状态．由题意知,物体一直保持静止状态,故静摩擦力与重力大小相等,方向相反,并保持不变,故选(A)．

2 -3 一

第2章习题

1. 证明当ak?0时，任何多项式p(n)?aknk?ak?1nk?1?...?a0属于集合?(nk)

aknk?ak?1nk?1?...?a0p(n)?ak>0 解：limk?limkn??nn??n

所以p(n)?aknk?ak?1nk?1?...?a0??(nk)

2. 对于下列每一种函数，指出它们属于哪一种?(g(n))类型（尽量使用最简单的g(n)），并给出证明。

a. (n2?1)10 b. 10n2?7n?3 c. 2nlg(n?2)2?(n?2)2lgd. 2n?1?3n?1 e. ?log2n?

118216n20?C20n?C20n?...?1(n2?1)10?lim?1 解： a. lim2020n??n??nnn2

所以 (n2?1)10??(n20)

10n2?7n?310n2?7n?3 b. lim?lim?1

n??n??nn2

所以

10n2?7n?3??(n)

nc. 由于2nlg(n?2)2??(nlgn)，(n?2)2lg??(n2lgn)。显然，当n??2

2时，nlgn>nlgn，所以2nlg(n?2)?(n?2)lg22n2??(n2lgn)

时，3>2，所

第二章 导数与微分

内容概要 名称 主要内容 导数的定义f?(x0)?limf(x0??x)?f(x0) ?x?0?xf(x0?h)?f(x0)f?(x0)?lim h?0h 函数的求导法则f?(x0)?limx?x0f(x)?f(x0) x?x0(1) 导数的四则运算法则 i.[u(x)?v(x)]??u?(x)?v?(x) ??ii.[u(x)?v(x)]??u?(x)v(x)?u(x)v?(x) iii.[u(x)u?(x)v(x)?u(x)v?(x)]??(v(x)?0) 2v(x)v(x) (2) 复合函数的求导法则(链式法则) dydydu?? dxdudx(1)求隐函数的导数时,只需将确定隐函数的方程两边同时对自变量x求导,凡遇到含有因变量y隐函数的导数 的项时,把y当作中间变量看待,再按照复合函数求导法则求之,然后从所得等式中解出dy dx(2)对数求导法:对幂指函数y?u(x)v(x),可以先在函数两边取对数,然后在等式两边同时对自变量x求导,最后解出所求导数 反函数的导数等于直接函数导数的倒数,即 反函数的导数 f?(x)?1,其中x??(y)为y?f(x)的反函数 ??(y) (1) 直接法:利用基本求导公式及导数的运算