本书是以最基础的数学问题的程序实例为主线，由浅到深地阐述Python编程的知识要点和思维。全书本书共15个类型的数学问题及其Python编程解决实例。每个实例都会有编程能力要求的雷达图、问题描述、解决这个问题会用到的数学知识点、编程知识点，然后给出这个问题的分析、程序设计和运行结果。从第2个实例开始，每个实例介绍完后，将会以"挑战自我”的形式提出一个的问题，让读者思考解决，也给出参考程序。书中给出的参考程序不是唯一的方式，读者还可以探索其他可能的实现方式。

前 言 写作背景 Python是免费开源的，任何人都可以从其官网免费下载Python的安装软件、源代码及其使用说明文档。越来越多的人喜欢使用Python编程，越来越多的行业开始应用Python。Python在游戏、图像、视频、人工智能、机器人和自动控制等领域有着广泛的应用。国内外的很多著名公司，如腾讯、阿里巴巴、豆瓣、谷歌、YouTube公司都在使用Python。可以这么说，Python是21世纪非常有前途的编程语言之一。 数学有特定思维模式，计算机编程也有特定思维模式。这两种思维模式有共同之处，即均要求有一定的数学运算和逻辑运算基础，但又各有特点。计算机编程在数理逻辑的基础上，更强调模块化、结构化、流程化思维，需要具备对实际问题的洞察力和数学建模能力，这些能力只有在编程实践中才能培养出来。 学习方法 对于初学编程的人来说，应该从理论学习开始还是从案例学习开始？假如你教授Python编程，是让初学者先学习编程语言的大量概念，如变量、列表、循环、函数，还是让他们先运行一个程序实例或修改一段代码？ 基于问题理解、问题分析和问题解决的学习比纯粹的编程语法学习更容易让初学者接受，这样可以使他们动起手来，看到结果，从而获得成就感，提升对编程的感悟。 学习编程，最害怕的是初学者虽然学了一堆概念，但当面对一个空白的程序编辑器时，仍然会感到恐惧、不知所措。我们建议的学习方法是给出一个问题，让初学者知道这个问题所涉及的数学知识和编程知识，然后进行编程实践。 一开始就坐而论道是无益的。初学者应该立刻打开Python交互式shell（IDLE）命令行，输入第一行代码print("你好")，然后按下回车键。 如果初学者拿着鼠标，看着键盘，却不知道下一步该怎么操作，教导员就应该用手指点屏幕引导他们，而不是自己着急上火，抢过鼠标去操作。 本书有大量解决数学特定问题的Python程序实例，鼓励初学者自行运行、修改、拆分、组装，看看自己的改动如何影响最终的程序效果。一旦初学者尝试了Python编程世界提供的各种可能，他们就会很快找到自己的兴趣所在。 本书特点 数学的知识海洋中包含了人类无穷的创造力。本书所讲述的Python编程，解决的都是大家熟悉的初级数学问题。大家对这些数学问题都会有一定的理解，在此基础上，应用Python编程思维解决这些数学问题，可以让读者初步学会数学建模、程序分析和思维构建。 本书以最基础数学问题的程序实例为主线，由浅入深地阐述Python编程的知识要点和思维。本书不是编程语法类书籍，但在解决数学问题实例中涉及必要的、基本的编程知识和概念时也会给大家讲解。 本书对计算机软硬件环境要求简单，只要拥有一台计算机，装好Windows操作系统和Python，便可以完成书中所有的程序案例。请从华信教育资源网（http://www.hxedu.com.cn）下载本书附带的源代码。 本书结构 本书一共提供了15个类型数学问题的Python编程实例。每个实例均有编程能力要求的雷达图，问题描述，解决这个问题需要用到的数学知识点、编程知识点，并给出了该问题的分析、程序设计和运行结果。从实例2开始，每个实例介绍完后，都会以“挑战自我”的形式提出一个类似问题，让读者思考解决，也给出了参考程序，但给出的参考程序不是唯一的，读者可以探索其他可能的实现方式。 在学习和运行这些实例程序之前，如果还没有安装Python，并且不知道如何编写和运行一个Python程序，那么请按照“环境准备”中的内容完成安装，打开Python，开始你的第一次学习实践。 在学习和实践完15个编程实例后，附录A里提供了10个常见的经典数学问题，请读者用学到的Python编程知识来解决。当然本书也给出了这些问题的参考程序。大家也可以想办法给出更好的编程思路。 适合读者 本书尤其适合广大青少年在学习Python编程入门时使用。年龄较小的学生需在家长辅导下学习和阅读本书。 致谢 首先，感谢我的父亲和母亲，是他们的持续鼓励和默默支持，使我能够长时间专注于计算机编程语言的科普写作。其次，感谢我的妻子和孩子，温暖的家庭是我持续奋斗的动力。 还要感谢电子工业出版社的曲昕女士，她对本书精益求精的工作精神令我佩服。 最后，感谢所有的读者朋友，你们的持续关注是对作者最大的支持。 由于本人水平有限，书中难免有疏漏和错误之处，敬请批评指正。 王振世　　　 2019年5月

目 录 环境准备 / 1 0.1?安装Python / 1 0.2?编写和运行Python程序 / 4 实例1?比较大小 / 6 1.1?问题描述 / 6 1.2?数学知识点 / 6 1.3?编程知识点 / 6 1.4?问题分析 / 8 1.5?程序设计 / 8 1.6?运行结果 / 9 本章小结 / 9 实例2　成绩分类 / 10 2.1?问题描述 / 10 2.2　数学知识点 / 10 2.3?编程知识点 / 11 2.4?问题分析 / 14 2.5?程序设计 / 14 2.6?运行结果 / 14 2.7?挑战自我 / 15 参考程序 / 15 本章小结 / 15 实例3　输出大数 / 16 3.1?问题描述 / 16 3.2　数学知识点 / 16 3.3?编程知识点 / 16 3.4?问题分析 / 18 3.5?程序设计 / 19 3.6?运行结果 / 20 3.7?挑战自我 / 21 参考程序 / 21 本章小结 / 21 实例4　猜数游戏 / 22 4.1?问题描述 / 22 4.2?数学知识点 / 22 4.3?编程知识点 / 22 4.4?问题分析 / 26 4.5?程序设计 / 26 4.6?运行结果 / 27 4.7?挑战自我 / 28 参考程序 / 28 本章小结 / 28 实例5　累加问题 / 29 5.1?问题描述 / 29 5.2　数学知识点 / 29 5.3?编程知识点 / 30 5.4?问题分析 / 33 5.5?程序设计 / 33 5.6?运行结果 / 34 5.7?挑战自我 / 35 参考程序 / 35 本章小结 / 35 实例6　利率问题 / 36 6.1?问题描述 / 36 6.2?数学知识点 / 36 6.3?编程知识点 / 37 6.4?问题分析 / 39 6.5?程序设计 / 40 6.6?运行结果 / 41 6.7?挑战自我 / 42 参考程序 / 42 本章小结 / 42 实例7　规律之美 / 43 7.1?问题描述 / 43 7.2?数学知识点 / 43 7.3?编程知识点 / 44 7.4?问题分析 / 45 7.5?程序设计 / 46 7.6?运行结果 / 46 7.7?挑战自我 / 47 参考程序 / 47 本章小结 / 47 实例8　拿鸡蛋问题 / 48 8.1?问题描述 / 48 8.2?数学知识点 / 48 8.3?编程知识点 / 48 8.4?问题分析 / 51 8.5?程序设计 / 52 8.6?运行结果 / 52 8.7?挑战自我 / 53 参考程序 / 53 本章小结 / 53 实例9　加法口诀表 / 54 9.1?问题描述 / 54 9.2?数学知识点 / 54 9.3?编程知识点 / 54 9.4?问题分析 / 58 9.5?程序设计 / 59 9.6?运行结果 / 60 9.7?挑战自我 / 60 参考程序 / 61 本章小结 / 61 实例10　成绩统计 / 62 10.1　问题描述 / 62 10.2　数学知识点 / 62 10.3?编程知识点 / 62 10.4?问题分析 / 65 10.5?程序设计 / 66 10.6?运行结果 / 66 10.7?挑战自我 / 67 参考程序 / 67 本章小结 / 67 实例11　字符统计 / 68 11.1?问题描述 / 68 11.2　数学知识点 / 69 11.3?编程知识点 / 69 11.4?问题分析 / 73 11.5?程序设计 / 74 11.6?运行结果 / 75 11.7?挑战自我 / 75 参考程序 / 75 本章小结 / 76 实例12　水仙花数 / 77 12.1?问题描述 / 77 12.2　数学知识点 / 77 12.3?编程知识点 / 78 12.4?问题分析 / 81 12.5?程序设计 / 82 12.6?运行结果 / 82 12.7?挑战自我 / 83 参考程序 / 83 本章小结 / 84 实例13　圆的问题 / 85 13.1 问题描述 / 85 13.2　数学知识点 / 85 13.3?编程知识点 / 86 13.4?问题分析 / 87 13.5?程序设计 / 88 13.6?运行结果 / 88 13.7?挑战自我 / 89 参考程序 / 89 本章小结 / 90 实例14　最小公倍数 / 91 14.1?问题描述 / 91 14.2?数学知识点 / 91 14.3?编程知识点 / 92 14.4?问题分析 / 95 14.5?程序设计 / 96 14.6?运行结果 / 97 14.7?挑战自我 / 97 参考程序 / 98 本章小结 / 98 实例15　阶乘求和 / 99 15.1?问题描述 / 99 15.2?数学知识点 / 99 15.3?编程知识点 / 99 15.4?问题分析 / 101 15.5?程序设计 / 102 15.6?运行结果 / 104 15.7?挑战自我 / 105 参考程序 / 105 本章小结 / 105 附录A?编程参考实例 / 106

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