Chuyên đề Tin Học 11 KNTT Bài 2. Thiết kế thuật toán đệ quy có đáp án

Bước 1. Bài toán yêu cầu tính tổng của n số nguyên từ 1 đến n. Cần thiết lập hàm S(n) trả về giá trị tổng cần tim.
Bước 2. Điều kiện n ≥ 0.
Với n = 0 ta có S(n) = 0. Đây là phần cơ sở cho điều kiện
dừng của lời gọi đệ quy của hàm S(n).
Bước 3. Dễ thấy S(n) = n + S(n - 1) là công thức truy hồi của hàm S(n) và là cơ sở của lời gọi đệ quy của hàm. Chương trình như sau:

1. Tính tổng $S\left(n\right)=1+2+3+\mathrm{...}+n$

Bước 1. Bài toán yêu cầu tính tổng của n số nguyên từ 1 đến n. Cần thiết lập hàm S(n) trả về giá trị tổng cần tim.
Bước 2. Điều kiện n ≥ 0.
Với n = 0 ta có S(n) = 0. Đây là phần cơ sở cho điều kiện
dừng của lời gọi đệ quy của hàm S(n).
Bước 3. Dễ thấy S(n) = n + S(n - 1) là công thức truy hồi của hàm S(n) và là cơ sở của lời gọi đệ quy của hàm.Chương trình như sau:

2. Tính lũy thừa $a^n=a\times a\times \mathrm{...}\times a\left(nlan\right)$ 

Bước 1. Bài toán yêu cầu tính luỹ thừa $a^n$. Cần thiết lập hàm exp(a,n) trả về giá trị $a^n$.
Bước 2. Điều kiện là n ≥ 0 và theo quy ước thì exp(a,0) = 1 với mọi a. Đây chính là phần cơ sở cho điều kiện dừng của lời gọi đệ quy của hàm exp(a,n).
Bước 3. Ta có $a^n=a·a^{n-1}$ suy ra exp(a,n) = a × exp(a,n-1), đây là công thức truy hồi tính exp(a,n). Từ đó có thể thiết lập lời gọi đệ quy của hàm này.

3. Tính n giai thừa $n!=1\times 2\times 3\times \mathrm{...}\times n$

Bước 1. Bài toán yêu cầu tính n giai thừa n!. Ta cần thiết lập hàm giaithua(n) trả về giá trị n!.
Bước 2. Điều kiện là n ≥ 0 và quy ước 0! = 1, tức là giaithua (0) = 1. Đây là cơ sở cho điều kiện dừng của lời gọi đệ quy của hàm giaithua(n).
Bước 3. Ta có công thức giaithua(n) = n × giaithua(n-1), đây là công thức truy hồi tính giaithua(n). Từ đó dễ dàng thiết lập lời gọi đệ quy cho hàm này.

1. Tính tổng $S\left(n\right)=1+2+3+\mathrm{...}+n$

Phần cơ sở: S(0) = 0

Phần đệ quy: S(n) = n + S(n - 1)

2. Tính lũy thừa $a^n=a\times a\times \mathrm{...}\times a\left(nlan\right)$ 

Phần cơ sở: $a^0=1$

Phần đệ quy: $a^n=a·a^{n-1}$

3. Tính n giai thừa $n!=1\times 2\times 3\times \mathrm{...}\times n$

Phần cơ sở: 0! = 1

Phần đệ quy: n!=n × (n-1)

Trong ý tưởng thiết kế đệ quy, yêu cầu đưa bài toán với kích thước lớn về cùng bài toán đó với kích thước nhỏ hơn bởi vì các bài toán lớn có thể được phân chia thành các bài toán con nhỏ hơn và tương tự như vậy cho đến khi đạt được bài toán nhỏ nhất mà ta có thể giải quyết trực tiếp. Khi đó, ta sử dụng kết quả của các bài toán con này để giải quyết bài toán ban đầu lớn hơn. Nhờ vậy, lời giải ngắn gọn và dễ hiểu hơn.

1. Ý tưởng chính của giải thuật tìm kiếm nhị phân sử dụng đệ quy là phân chia dãy phần tử đã sắp xếp thành hai nửa bằng nhau, tìm kiếm phần tử cần tìm trong nửa phù hợp và tiếp tục phân chia và tìm kiếm đệ quy cho đến khi tìm thấy phần tử hoặc không tìm thấy.

        2. Vị trí trong thuật toán có thể gợi ý cho kĩ thuật đệ quy là phần phân chia dãy phần tử thành hai nửa bằng nhau, tìm kiếm trong nửa phù hợp và tiếp tục phân chia và tìm kiếm đệ quy cho đến khi tìm thấy phần tử hoặc không tìm thấy. Đây là một bài toán con nhỏ hơn của bài toán ban đầu và có thể được giải quyết bằng cùng một thuật toán đệ quy.

        3. Phần cơ sở của thiết kế đệ quy nằm ở bước cuối cùng của thuật toán, khi không còn cách nào để phân chia dãy phần tử nữa và ta chỉ còn lại một phần tử hoặc không có phần tử nào để tìm kiếm. Khi đó, ta kết luận bài toán đệ quy đã được giải quyết và trả về kết quả.