五 巧算求和
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五
巧算求和
德国有一位世界著名的数学家叫高
斯(公元
1977
年~
1855
年)
.他上小学时,老师出
了一道数学题:<
/p>
1+2+3+
…
+100=
?小高斯看了看题目,
想了一下,
很快说出了结果是
5050
.
他
的同学无不为之惊奇,甚至还有的同学以为他在瞎说.但小高斯得出的结果被确定是正确
的.
同学们,
你们知道他是怎么算出来的吗?原来小高斯在认真
审题的基础上,
根据题的特
点,发现了这样的有趣现象:
1+100=101
,
2+99=101
p>
,
3+98=101
,…,
50+51=101
.一共有
多少个
< br>101
呢?
100
个数,每两个
数是一对,共有
50
对,即共有
50<
/p>
个
101
,所以
1+2+3+
…
+100
=10
1
×
50
,
也就是:
(
1+100
)×(
100
÷
2
)
=101
×
50=5050
.
高斯的老师所出的题目,实际上是
数列的求和问题.那么什么是数列呢?
按照一定次序排列的一列数叫做数列.
数列中的数叫做数列的项,
第一个数叫做第一项,
又叫做首项
;第二个数叫做第二项;……;最后一个数叫做末项.
高斯的老师所出的题目,实际上是求数列:
< br>1
,
2
,
3
,
4
,…,
99
,
100
的和.这个数列
有什么特点呢?可以发现:
2-1=3-2=4-3=
…
=100-99=l
,
即从
第二项起,
每一项与它前一项的
差都相等,像这样的数列叫做等
差数列,这个相等的差叫做这个等差数列的公差.如:
1
,
2
p>
,
3
,
4
,…是等差数列,公差为
1
;
< br>
1
,
3
,
5
,
7
,…是等差数列,公差为
2
;
2
,
5
,
< br>8
,
11
,…是等差数列,公差
为
3
.
由高斯的巧算可以得到:
1+2+3+
…
+98+99+100=
(
1+
10O
)×(
100
÷
2
)
,
即(
1+
100
)×
100
÷
< br>2
.由此可以得出等差数列的求和公式:
总和
=<
/p>
(首项
+
末项)×项数÷
2
.
我们利用这个公式,可以很迅速地求出等差数列的前
n
项的和.
问题
5.1
计算下列各题:
(
1
)
p>
1+3+5+
…
+99
;
(
2
)
1+4+7+
…
+100
;
(
3
)
1949+1959+1969+1979+19
89+1999+2009
.
分析(
1
)
这是一个公差为
2
的等差数列,首项是
1
,末项是
99
,项数是
50
,所以
1+3+5+
…
+97+99=
(
1+99
)×<
/p>
50
÷
2
=100
×
25=2500
.
(
2
)这是
一个公差为
3
、首项是
1
、末项是
100
、项数是
3
4
的等差数列,所以
1+4+7+
…
+97+100=
(
1+100
)
×
34
÷
2
=101
×
17=1717
.
(
3
)这是
一个公差是
10
、首项是
1949
p>
、末项是
2009
、项数是
7
的等差数列,所以
1949+1959+1969+1979+1989+1999+2009
=
(
p>
1949+2009
)×
7
÷
2=1979
×
7=138
53
.
在上面的解题过程中,
怎样根据等差数列的首项、
末项及公差来确定项数呢?同学们经
过分析完全可以得出下面的计算公式:<
/p>
项数
p>
=
(末项
-
首项)
÷公差
+1
.
另外,当这个等差数列是奇数个项
时,总和
=
中间项×项数.
同学们想一想这是为什么?