折半查找法

折半查找法

中文名 折半查找法
思路一 延长CE到F1,使EF1=CE
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概述

该方法是查找的范围不断缩小一半,所以查找效率较高。

三角形加倍折半法 加倍折半法的关键是如何“加倍”、“折半”。那么“加倍”、“折半”的方法又是什么呢?传统的“加倍”的方法,是将 线段延长一倍;传统的“折半”的方法,是取线段的中点。岂不知,“ 三角形中位线定理”、“ 直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半”、“ 等腰三角形的 三线合一性质”、“ 平行线等分线段定理”……均有“加倍、折半”的功用。也就是说“加倍”“折半”的方法是众多的、丰富的。而这些的方法基本上都是来自上述的一些重要的定理。

例1 已知:△ABC中,AB=AC,延长AB到D,使DB=AB,E是AB的中点。求证:CD=2CE

思路一:延长CE到F1,使EF1=CE,即用

延长的方法将CE扩大一倍为CF1,证CF1=CD

思路二:取CD的中点,即用“取中点”的方法将CD缩小一半为CF2,证CF2=CE。

以上为“传统”的加倍折半法,引申后则有:

思路三:抓住E为AB中点这一特点,作△ABF3,使CE为该三角形的 中位线(过A作AF3∥CE,交BC的延长线于F3),即用 三角形中位线定理将CE扩大一倍为AF3,证AF3=CD

思路四:抓住B为AD中点这一特点,作△ADC以CD边为底边的中位线(过B作BF4∥CD,交AC于F4),即:用三角形中位线定理将CD缩小一半为BF4,证BF4=CE

引申

对三角形加倍折半法“用途”的引申

传统的加倍折半法主要应用于线段(或角)倍半关系的证明。随着“方法”的引申,其功能也随之得到了增强。特别是完全领会了加倍折半法的基本思想后,许多疑难问题就会迎刃而解。它的用途远远超出了原先的范围,几乎适用于所有含“2”的类型题。下面,分“结论中含有2”和“ 题设中含有2”两中情况作简单的介绍。

1、加倍折半法来解“结论中含有2”的类型题,实际上就是“ 分析法”的一种具体应用。“加倍折半法”在此起的作用,也可称之为“解题技巧”。例1属于该种类型的“传统”例题,下面举几个引申后的例子。

例2 已知:△ABC中,D是BC上的中点,F是AD上的任意一点,延长CF交AB于E。求证:AF:DF=2AE:BE

思路:本题的难点是如何除去 比例式中的“2”

方法一:将AE或DF“加倍”,由于D是BC的中点,

过点B作BG∥DF,交CE的延长线于G,则用 三角形中位线定理将DF“扩大一倍”为BG。这样,原题就有效的转化为证明AF:BG=AE:BE。

方法二:是将AF或BE“折半”,由于D是BC的中点,过点D作DH∥AB,交CE于GH,则用 三角形中位线的定理将BE“缩小一半”为DH。这样,原题就有效的转化为证明AF:DF=AE:DH。

2、用加倍折半法来解“ 题设中含有2”的类型题,实际上就是“ 综合法”的一种具体的应用。“加倍折半法”在此起的作用,可称之为“解题经验”。

例3 已知:△ABC中,AD是高线,∠ABC=2∠ACB。求证:CD=AB+BD

思路:该题属于“ 截长补短法”的习题,

但由于已知条件中有角的倍半关系,因

而用“加倍折半法”的思路也可以解决。

思路一:延长DB到E1,使BE1=BA(造等腰三角形将∠ABC“折半“为E1),则∠E1=∠C,AE1=AC,CD=DE1,故CD=AB+BD

思路二:作∠CAE2,使∠CAE2=∠C(造 等腰三角形将∠C“加倍”为∠AE2B),则∠AE2B=∠ABC,AE2=E2C=AB,BD=DE2,故CD=AB+BD。

基本算法实现

函数

bin_search(int A[],int n,int key){

int low,high,mid;

low = 0;

high = n-1;

while(low<=high)

{

mid =(low + high)/2;

if(A[mid]==key)return mid;

if(A[mid]<key){

low =mid + 1;

}

if(A[mid]>key){

high= mid - 1;

}

}

return -1;

}

C语言实现代码

#include <stdio.h>int main()

{

int a={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10},min=0,max=10,mid,n; //max为数列长度,a作为第一个 数组元素

printf("请输入您要查找的数:\n");

scanf("%d",&n);

while(min+1!=max)

{

mid=(min+max)/2;

if (n>a[mid]) min=mid;

else if (n<a[mid]) max=mid;

else

{ printf("输入的数在数列的第%d位\n",mid); break; }

}

if(n==a[max]) printf("输入的数在数列的第%d位\n",max);

else if(n==a[min]) printf("输入的数在数列的第%d位\n",min);

else if(n!=a[mid]) printf("输入的数不在数列中");

return 0;

}

Dev-c++实现

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

void main()

{

int a={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,15};

int n,m,top,bot,mid;

top=m=1; //此处修改top=0;m=1;

bot=14;

printf("please input a number:");

scanf("%d",&n);

while(top<=bot)

{

mid=(top+bot)/2;

if(n==a[mid])

{

printf("这是第%d个元素的值。\n",mid+1);

m=0;

break;

}

else if(n>a[mid])

top=mid+1;

else if(n<a[mid])

bot=mid-1;

}

if(m)

printf("无此数。\n");

system("PAUSE");

return 0;

}

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