奥数4年级-1-等差数列-难版
新疆大盘鸡的正宗做法-幼儿讲故事
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
320564
,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:
y6
,
y4
,
y2
,
y
,
y2
,y4
,
y6
,
y8
,根据题意可得:
8y8
256
,所以
y31
,最大的奇数
是
y839
.
【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
(n1)d
的公式得
n(a
n
a
1
)d1
,
列式得:
(19946)7284
2841285
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
项
首项
公差
(
,所以,
n1)
L
,第201项
53
对于数列5,8,11,65,一共有:
(2011)605
,
n(6
55)3121
,
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
(64)
公差 ,所以
,
公差
6
;第4项
首项
3
公差
,
21
首项
36
,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:
8756
.
【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(201)
366
,和是:
(966)202750
【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,
(20091)21005
,
2009的项数是<
br>100522010
,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
200912010
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
0021000
个数,第2003个数在
奇数项等差数列中是第
(20031)
21002
个数 ,所以第2000个数是
3(10001)33000
,第2003个数是
2(10021)22004
.
【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
1236
3
35715
5
581124
7
7111533
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:
(79833)411996
,
1(19961)23991
;
第二个括号:
1(19961)23991
;
第三个括号:根据等差数列通项公式:
2(19961)35987
或
399119965987
;
( )(
)7983(
)
第四个括号:根据等差数列通项公式:
6(19961)917961
或
5987317961
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:
x6
,
x3
,
x
,
x3
,
x6
,
x9
,它们的和是
6x9159
,所以
x25
,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:
第
n<
br>项
首项
公差
(
,项数
(末项
首项)
公差
1
,第
n
项
第
m
项
公差
n1)
(nm)
第10项为:
43(101)42731
,49在数列中的项数为:(494)3116
第100项与第50项的差:
3(10050)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
(104)
公差,所以,公
差
6 ;第4项
首项
3
公差
,21
首项
36
,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:
135
(13158)3022565
(301)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(201)366
,和是:
(966)202750
8
6.有许多等式:
2461353
;
81012147911134
;
161820222415171921235
;
那么第10个等式的和是_______
【解析】前九个等式左边的数共有
34
L11(311)9263
(个)数,那么第十个
等式左边第一个数是
(
631)2128
,所以第十个等式的和是
128130L150(1281
50)1221668
.
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.
10