奥数4年级-1-等差数列-难版

温柔似野鬼°
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2020年12月31日 05:55
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2020年12月31日发(作者:吕祖谦)






第1讲
等差数列
知识梳理


按一定次序排列的一列数叫做数列,数列中的数称为项,第一 个数叫第一项,又叫首项。
第二个数叫第二项,…,最后一个数叫做末项。
(1)1,2,3,4,5,…,100;
(2)1,3,5,…,33;
(3)5,10,15,…,105。
这三个数列都有共同的规律:从第二项起,每一项与 它前面一项的差都相等,这样的
数列叫等差数列。后项与前项的差叫该数列的公差。如第一个数列中,公 差=2-l=1;第二个
数列中,公差=3-l=2;第三个数列中,公差=10-5=5。
等差数列的求和公式:和=(首项+末项)×项数÷2
以及另外两个重要公式:
(1)项数=(末项-首项)÷公差+l
(2)末项=首项+公差×(项数-1)
典型例题


【例1】★把比100大的奇数从小到大排成一列,其中第21个是多少?
【解析】该数列 为等差数列,首项为101,公差为2,第21个数的项数为21.则101+(21-1)
×2=14 1

【小试牛刀】2,5,8,11,14……是按照规律排列的一串数,第21项是多少?
【解析】此数列为一个等差数列,将第21项看做末项。末项=2+(21-1)×3=62

【例2】★从1开始的奇数:1,3,5,7,……其中第100个奇数是_____。
【解析】
199



1


【小试牛刀】观察右面的五个数:19、37、55、
a
、91排列的规律,推知
a
=________ 。
【解析】19+18=37,37+18=55,所以
a
=55+18=73

【例3】★2、4、6、8、10、12、
L
是个连续偶数列,如果其中五 个连续偶数的和是320,
求它们中最小的一个.
【解析】方法一:利用等差数列的“中项 定理”,对于奇数个连续自然数,最中间的数是所
有这些自然数的平均值,五个连续偶数的中间一个数应 为
320564
,因相邻偶数相差2,
故这五个偶数依次是60、62、64、6 6、68,其中最小的是60.

【小试牛刀】1、3、5、7、9、11、
L< br>是个奇数列,如果其中8个连续奇数的和是256,那
么这8个奇数中最大的数是多少? 【解析】我们可以找中间的两个数其中一个为
y
,那么这8个数为:
y6

y4

y2

y

y2
y4

y6

y8
,根据题意可得:
8y8 256
,所以
y31
,最大的奇数

y839


【例4】★在等差数列6,13,20,27,…中,从左向右数,第 _______个数是1994.
【解析】每个数比前一个数大7,根据求通项
a
n
a
1
(n1)d
的公式得
n(a
n
a
1
)d1

列式得:

(19946)7284

2841285

即第285个数是1994.

【小试牛刀】5、8、11、14、17、20、< br>L
,这个数列有多少项?它的第201项是多少?65
是其中的第几项?
【解 析】它是一个无限数列,所以项数有无限多项.第
n


首项
公差

,所以,
n1)
L
,第201项
53
对于数列5,8,11,65,一共有:
(2011)605

n(6 55)3121

即65是第21项.

【例5】★★⑴如果一个等差数列的第4项为21,第6项为33,求它的第8项.
⑵如果一个等差数列的第3项为16,第11项为72,求它的第6项.
【解析】⑴要求第 8项,必须知道首项和公差.第6项

第4项
(64)
公差 ,所以 ,
公差
6
;第4项

首项
3
公差 ,
21
首项
36
,所以,首项
3
;第8项

首项
7
公差
45



2


⑵公差
7
,首项
2
,第 6项
37

【小试牛刀】已知一个等差数列第8项等于50,第15项等于71. 请问这个数列的第1项是
多少?
【解析】71-50=21。21÷(15-8)=3(公 差)。50=首项+(8-1)×3。所以首项=29

【例6】★一个等差数列2,4,6,8,10,12,14,这个数列各项的和是多少?
【解析】根据中项定理,这个数列一共有7项,各项的和等于中间项乘以项数,即为:
8756


【小试牛刀】有20个数,第1个数是9,以后每个数都比 前一个数大3.这20个数相加,
和是多少?
【解析】末项是:
9(201) 366
,和是:
(966)202750


【例7】 ★★已知数列:2,1,4,3,6,5,8,7,
L
,问2009是这个数列的第多少项?
【解析】偶数项的排列规律是:1、3、5、7,
L

奇数项的排列规律是:2、4、6、8,
L

方法一:可以看出两个数列都是等差数列.由于2009是奇
数,所以在偶数项数列中,它的 项数是:所以在整个数列中,
(20091)21005

2009的项数是< br>100522010
,所以2009是这个数列的第2010项.
方法二:仔细观 察能发现,在整个数列中,奇数的项数是该数
1
,偶数的项数是
该数
2< br>,所以2009是这个数列的第
200912010
项.

【小 试牛刀】已知数列2、3、4、6、6、9、8、12、
L
,问:这个数列中第2000个数是 多
少?第2003个数是多少?
【解析】奇数项的排列规律是:2、4、6、8,
L

偶数项的排列规律是:3、6、9、12,
L

可以看出奇数项与偶数项都成等差数列 ,先求出要求的两个数各自在等差数列中的
项数:第2000个数在偶数项等差数列中是第
20 0021000
个数,第2003个数在
奇数项等差数列中是第
(20031) 21002
个数 ,所以第2000个数是
3(10001)33000
,第2003个数是
2(10021)22004


【例8】★ ★如图2,用火柴棍摆出一系列三角形图案,按这种方式摆下去,当
N
=5时,按
这种 方式摆下去,当
N
=5时,共需要火柴棍 根。


3



【解析】找规律3,3+6,3+6+9…,
N
=5时,需要火柴棍3+6+9+12+15=45

【小试牛刀】观察下面的序号和等式,填括号.
序号 等式
1
1236

3
35715

5
581124

7
7111533


L

LLL


( )

【解析】可以这样想:
⑴ 表中各竖行排列的规律是什么?(等差数列)
⑵ 表中这四个括号,应先填哪一个?为什么?这个括号里的数怎么求?
应先填左起第一个,因为它是序号 ,表示了其他三个括号里的数在各自的等差数列
中所在的位置,即各自的项数.
第一个括号:
(79833)411996

1(19961)23991

第二个括号:
1(19961)23991

第三个括号:根据等差数列通项公式:
2(19961)35987

399119965987


( )( )7983( )
第四个括号:根据等差数列通项公式:
6(19961)917961

5987317961

答案为
3991

3991< br>;
5987

17961

【例9】★★★四(1)班45位 同学举行一次同学联欢会,同学们在一起一一握手,且每两
个人只能握一次手,同学们共握了多少次手?
【解析】根据以上分析,可以把本题转化为求一个等差数列的和
即 44+43+42+…+3+2+1


4


=(44+1)×44÷2
=990(次)
【小试牛刀】学校进行书法大赛,每个选手都 要和其他所有选手各赛一场。如果有16人参
加比赛,一共要进行多少场比赛?
【解析】15+14+13+…+3+2+1=(15+1)×15÷2=120(场)
< br>【例10】★★盒子里放有三只乒乓球,一位魔术师第一次从盒子里拿出一只球,将它变成
3只球 后放回盒子里;第二次又从盒子里拿出二只球,将每只球各变成3只球后放回盒子
里……第十次从盒子里 拿出十只球,将每只球各变成3只球后放回到盒子里。这时盒子里
共有多少只乒乓球?
【解析 】一只球变成3只球,实际上多了2只球。第一次多了2只球,第二次多了2×2只
球……第十次多了2 ×10只球。因此拿了十次后,多了
2×1+2×2+…+2×10
=2×(1+2+…+10)
=2×55=110(只)。
加上原有的3只球,盒子里共有球110+3=113(只)。
综合列式为:
(3-1)×(1+2+…+10)+3
=2×[(1+10)×10÷2]+3=113(只)。
【例11】★★★求下列方阵中所有各数的和:
1、2、3、4、……49、50;
2、3、4、5、……50、51;
3、4、5、6、……51、52;
……
49、50、51、52、……97、98;
50、51、52、53、……98、99。
【解析】 每一横行数列之和:
第一行:(1+50)

50

2=1275
第二行:(2+51)

50

2=1325
第三行:(3+51)

50

2=1375


5


……
第四十九行:(49+98)

50

2=3675
第五十行:(50+99)

50

2=3725
方阵所有数之和:
1275+1325+1375+……+3675+3725
=(1275+3725)

50

2
=125000
【小试牛刀】求下列方阵中100个数的和。
0、1、2、3、……8、9;
1、2、3、4、……9、10;
2、3、4、5、……10、11;
……
9、10、11、12、……17、18。
【解析】 900
【例12】★★若干人围成1 6圈,一圈套一圈,从外向内圈人数依次少6人,如果共有912
人,问最外圈有多少人?最内圈有多少 人?
【解析】a
n
+a
1
=S

2
< br>n=912

2

16=114(人)
外圈人数=(90+114)

2=102(人)
内圈人数=(114-90)

2=12(人)
【小试牛刀】若干人围成8圈,一圈套一圈,从外向内各圈人数依次少4人,如果共有304
人 ,最外圈有几人?
【解析】 52人

【例13】★★★自然数按一定规律排成下表,问第60行第5个数是几?
3
911
192123
33353739
......


1
5
13
25
41
7
1517

272931
43454749
......
6


【解析】从两个方面考虑:
(1)先看组成这张表的数:1,3,5,7 ,9,….这是一个公差为2的等差数列.第60
行第5个数是这数列中的一项,已知首项和公差,知道 第60行第5个数是数列中的第几项
即可求解.而这个项数就是排列第60行第5个数时所用去数的个数 .
(2)从表的排法来看,每行的数的个数也是等差数列:1,3,5,7,….第60行第5< br>个数也就是排完59行后又排5个数.59行所排数的个数就是1,3,5,7,…,中的第59
项.
所以,第59行所用数的个数为:1+2×(59-1)=117(个),从第一行排到第59行 所用
数的总个数为:(1+117)×59÷2=3481(个),到第60行第5数共用去数的个数为 : 3481
+5=3486(个),第60行第5个数是数列1,3,5,7,…中第3486项,为 :1+2×(3486-1)
=6971

【小试牛刀】有一个六边形点阵,如下图 ,它的中心是一个点,算做第一层,第二层每边
有两个点,第三层每边有三个点……这个六边形点阵共1 00层,问,这个点阵共有多少个
点?

【解析】第100层有点:6+(99-1)

6
=6+98

6
=6

99
=594(个)

点阵只有点: 1+(6+594)

99

2
=1+600

99

2
=29701(个)
答:这个点阵共有点29701个。
【例14】★★★100个 连续自然数(按从小到大的顺序排列)的和是8450,取出其中第1
个,第3个…第99个,再把剩下 的50个数相加,得多少?
【解析】要求和,我们可以先把这50个数算出来.
100个 连续自然数构成等差数列,且和为8450,则:首项+末项=8450×2÷100=169,又因为
末项比首项大99,所以,首项=(169-99)÷2=35.因此,剩下的50个数为:36,38,40,
42,44,46…134.这些数构成等差数列,和为(36+134)×50÷2=4250.


7



【例15】★★★把210拆成7个自然 数的和,使这7个数从小到大排成一行后,相邻两个
数的差都是5,那么,第1个数与第6个数分别是多 少?

【解析】由题可知:由210拆成的7个数必构成等差数列,则中间一个数为21 0÷7=30,所
以,这7个数分别是15、20、25、30、35、40、45.即第1个数是15 ,第6个数是40.

课后作业


1.1、4、7、10、1 3、…这个数列中,有6个连续数字的和是159,那么这6个数中最小的
是几?
【解析】 设这个数为:
x6

x3

x

x3

x6

x9
,它们的和是
6x9159
所以
x25
,那么最小数为19.

2.对于数列4、7、10、1 3、16、19……,第10项是多少?49是这个数列的第几项?第100
项与第50项的差是多少?
【解析】可以观察出这个数列是公差为3的等差数列.根据刚刚学过的公式:

n< br>项

首项

公差

,项数

(末项

首项)

公差
1
,第
n



m


公差
n1)

(nm)
第10项为:
43(101)42731
,49在数列中的项数为:(494)3116

第100项与第50项的差:
3(10050)150


3.如果一等差数列的第4项为21,第10项为57,求它的第16项.
【解析】要求第 16项,必须知道首项和公差.第10项-第4项
(104)
公差,所以,公


6 ;第4项

首项
3
公差 ,21

首项
36
,所以,首项

3 ;第16项

首项
15
公差

93 .
4.求首项是13,公差是5的等差数列的前30项的和.
【解析】末项是:
135
(13158)3022565

(301)158
,和是:
5. 有20个数,第1个数是9,以后每个数都比前一个数大3.这20个数相加,和是多少?
【解析】 末项是:
9(201)366
,和是:
(966)202750


8



6.有许多等式:

2461353


81012147911134


161820222415171921235



那么第10个等式的和是_______
【解析】前九个等式左边的数共有
34 L11(311)9263
(个)数,那么第十个
等式左边第一个数是
( 631)2128
,所以第十个等式的和是
128130L150(1281 50)1221668


7.在等差数列中4、10、16、22、……中,第48项是多少?508是这个数列的第几项?
【解析】 第48项是286,508是第85项

8.全部三位数的和是多少?
【解析】(100+999)

900

2
=1099

900

2
=494550
答:全部三位数的和是494550。
9.求从1到2000的自然数中,所有偶数之和与所有奇数之和的差。
【解析】 1000
10.用3根等长的火柴棍摆成一个等边三角形,用这样的等边三角形,按下图所示铺满一个大
的等边三角形,如果这个大的等边三角形的底边能放10根火柴棒,那么这个大的等边三角形
中一共要放 多少根火柴棒?





【解析】如果把图中最上端的 一个三角形看做第一层,与第一层紧相连的3个三角形(2个向上
的三角形,一个向下的三角形)看做第 二层,那么这个图中一共有10层三角形。


9


不难看 出,这10层三角形每层所需火柴棒根数,自上而下依次为:3,6,9,…,3×10。
它们成等差数列,且首项为3,公差为3,项数为10。
求火柴的总根数,也就是求这个等差数列各项的和。
即: 3+6+9+…+30
=(3+30) × 10÷ 2
=33× 5
=165(根)
11. 一次朋友聚会,大家见面时总共握手28次。如果参加聚会的人和其余的每个人只握手一
次,问参加聚会 的共有多少人?
【解析】设共有n人参加了聚会,因为要求参加聚会的人和其余的每个人只握手一次, 所以
一共握手(n-1)+(n-2)+…+2+1=n×(n-1)÷2,因为共握手28次,所以n ×(n-1)÷2=28,
即n×(n-1)=56.又因为n是正整数,通过计算,可知8×7=56 ,n=8,所以参加聚会的共有8
人。
12.(第三届“兴趣杯”少年数学邀请赛预赛B卷)下面的数的总和是 ____ .
0 1 2 …49
1 2 3 … 50
48 49 50 …98
49 50 51 …98
【解析】总和是49×2500=122500.
13.将自然数按下面的形式排列
1
2 3 4
5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23 24 25
……
问:第10行最左边的数是几?第10行所有数的和是多少?

【解析】第10行最 左边的数是82,最右边的数是100,第10行所有数的和(82+100)×
19÷2=1729.



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