德國著名數學家高斯從小就顯現出了他在數學方面的天賦,高斯求和的故事是我們從小就聽過的一個故事,今天極客數學幫就來總結小學階段高斯求和的相關知識點,幫助同學們在小學階段塑造一定的數學思維,更好的學習數學。
德國著名數學家高斯幼年時代聰明過人,上學時,有一天老師出了一道題讓同學們計算:
1+2+3+4+…+99+100=?
老師出完題後,全班同學都在埋頭計算,小高斯卻很快算出答案等于5050。高斯為什麼算得又快又準呢?原來小高斯通過細心觀察發現:
1+100=2+99=3+98=…=49+52=50+51。
1~100正好可以分成這樣的50對數,每對數的和都相等。于是,小高斯把這道題巧算為
(1 100)×100÷2=5050。
小高斯使用的這種求和方法,真是聰明極了,簡單快捷,并且廣泛地适用于“等差數列”的求和問題。
若幹個數排成一列稱為數列,數列中的每一個數稱為一項,其中第一項稱為首項,最後一項稱為末項。後項與前項之差都相等的數列稱為等差數列,後項與前項之差稱為公差。例如:
(1)1,2,3,4,5,…,100;
(2)1,3,5,7,9,…,99;(3)8,15,22,29,36,…,71。
其中(1)是首項為1,末項為100,公差為1的等差數列;
(2)是首項為1,末項為99,公差為2的等差數列;
(3)是首項為8,末項為71,公差為7的等差數列。
由高斯的巧算方法,得到等差數列的求和公式:
和=(首項 末項)×項數÷2。
例11+2+3+…+1999=?
分析與解:這串加數1,2,3,…,1999是等差數列,首項是1,末項是1999,共有1999個數。由等差數列求和公式可得
原式=(1+1999)×1999÷2=1999000。
注意:利用等差數列求和公式之前,一定要判斷題目中的各個加數是否構成等差數列。
例211+12+13+…+31=?
分析與解:這串加數11,12,13,…,31是等差數列,首項是11,末項是31,共有31-11+1=21(項)。
原式=(11 31)×21÷2=441。
在利用等差數列求和公式時,有時項數并不是一目了然的,這時就需要先求出項數。根據首項、末項、公差的關系,可以得到
項數=(末項-首項)÷公差 1,
末項=首項 公差×(項數-1)。
例33+7+11+…+99=?
分析與解:3,7,11,…,99是公差為4的等差數列,
項數=(99-3)÷4+1=25,
原式=(3+99)×25÷2=1275。
例4求首項是25,公差是3的等差數列的前40項的和。
解:末項=25+3×(40-1)=142,
和=(25+142)×40÷2=3340。
利用等差數列求和公式及求項數和末項的公式,可以解決各種與等差數列求和有關的問題。
練習:1、計算下面各題。
(1)3+10+17+24+…+101
(2)17+19+21+…+39
2、求首項是5,末項是93,公差是4的等差數列的和。
3、求首項是13,公差是5的等差數列的前30項的和
4、已知等差數列2,5,8,11,14,…
(1)這個數列的第13項是多少?
(2)47是其中的第幾項?
5、已知等差數列的第1項是12,第6項是27,求公差。
6、如果一個數列的第4項為21,第6項為33,求它的第9項。
7、求首項是5,末項是93,公差是4的等差數列的和。
8、已知等差數列6,13,20,27…,問這個數列前30項的和是多少?
9、①7+10+13+…+37+40
②2000-3-6-9-…-51-54
10、一個劇場設置了22排座位,第一排有36個座位,往後每排都比前一排多2個座位,這個劇場共有多少個座位?
答案:
1、(1)780 (2)336
2、1127
3、2565
4、(1)38 (2)16
5、51
6、1127
7、3225
8、(1)282
(2)1487
9、1254
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