1、小学奥数专题高斯求和德国著名数学家高斯幼年时代聪明过人,上学时,有一天老师出了一道题让同学们计算:123499100?老师出完题后,全班同学都在埋头计算,小高斯却很快算出答案等于 5050。高斯为什么算得又快又准呢?原来小高斯通过细心观察发现:110029939849525051。1100 正好可以分成这样的 50 对数,每对数的和都相等。于是,小高斯把这道题巧算为(1+100)10025050。小高斯使用的这种求和方法,真是聪明极了,简单快捷,并且广泛地适用于“等差数列”的求和问题。若干个数排成一列称为数列,数列中的每一个数称为一项,其中第一项称为首项,最后一项称为末项。后项与前项之差都相等
2、的数列称为等差数列,后项与前项之差称为公差。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)是首项为 1,末项为 100,公差为 1 的等差数列;(2)是首项为 1,末项为99,公差为 2 的等差数列;(3)是首项为 8,末项为 71,公差为 7 的等差数列。由高斯的巧算方法,得到等差数列的求和公式:若干个数排成一列称为数列。数列中的每一个数称为一项。其中第一项称为首项,最后一项称为末项,数列中项的个数称为项数。从第二项开始,后项与其相邻的前项之差都相等的数列称为等差数列,后项与前项的差称为公差。在这一章要用到两个非常重
3、要的公式:“通项公式”和“项数公式”。通项公式:第 n 项=首项+(项数1)公差项数公式:项数=(末项首项)公差1和=(首项+末项)项数2。例 1、 1231999?分析与解:这串加数 1,2,3,1999 是等差数列,首项是 1,末项是 1999,共有 1999个数。由等差数列求和公式可得原式=(11999)199921999000。注意:利用等差数列求和公式之前,一定要判断题目中的各个加数是否构成等差数列。例 2、 11121331?分析与解:这串加数 11,12,13,31 是等差数列,首项是 11,末项是 31,共有 31-11121(项)。 原式=(11+31)212=441。在利用
4、等差数列求和公式时,有时项数并不是一目了然的,这时就需要先求出项数。根据首项、末项、公差的关系,可以得到项数=(末项-首项)公差+1, 末项=首项+公差(项数-1)。例 3、 371199?分析与解:3,7,11,99 是公差为 4 的等差数列,项数=(993)4125, 原式=(399)2521275。例 4、 求首项是 25,公差是 3 的等差数列的前 40 项的和。解:末项=253(40-1)142, 和=(25142)4023340。利用等差数列求和公式及求项数和末项的公式,可以解决各种与等差数列求和有关的问题。例 5、求等差数列 2,4,6,48,50 的和。【思路导航】这个数列是等
5、差数列,我们可以用公式计算。要求这一数列的和,首先要求出项数是多少:项数=(末项首项)公差+1=(502)2+1=25首项=2.末项=50,项数=25等差数列的和=(2+50)252=650.例 6、计算(2+4+6+100)(1+3+5+99)【思路导航】容易发现,被减数与减数都是等差数列的和,因此,可以先分别求出它们各自的和,然后相减。进一步分析还可以发现,这两个数列其实是把 1 100 这 100 个数分成了奇数与偶数两个等差数列,每个数列都有 50 个项。因此,我们也可以把这两个数列中的每一项分别对应相减,可得到 50 个差,再求出所有差的和。(2+4+6+100)(1+3+5+99)
6、=(21)+(43)+(65)+(10099)=1+1+1+1=50小学奥数专题高斯求和专题练习1、有这样一个数列:1.2.3.4,99,100。请求出这个数列所有项的和。2、求等差数列 2,4,6,48,50 的和。3、计算(2+4+6+100)(1+3+5+99)4、 求首项是 25,公差是 3 的等差数列的前 40 项的和。5、100+99+98+61+60四年级奥数专题高斯求和练习题答案1、有这样一个数列:1.2.3.4,99,100。请求出这个数列所有项的和。【思路导航】如果我们把 1.2.3.4,99,100 与列 100,99,3.2.1 相加,则得到(1+100)+(2+99)
7、+(3+98)+(99+2)+(100+1),其中每个小括号内的两个数的和都是 101.一共有 100 个 101 相加,所得的和就是所求数列的和的 2 倍,再除以 2.就是所求数列的和。1+2+3+99+100=(1+100)1002=5050上面的数列是一个等差数列,经研究发现,所有的等差数列都可以用下面的公式求和:等差数列总和=(首项+末项)项数2这个公式也叫做等差数列求和公式。2、求等差数列 2,4,6,48,50 的和。【思路导航】这个数列是等差数列,我们可以用公式计算。要求这一数列的和,首先要求出项数是多少:项数=(末项首项)公差+1=(502)2+1=25首项=2.末项=50,项
8、数=25等差数列的和=(2+50)252=650.3、计算(2+4+6+100)(1+3+5+99)【思路导航】容易发现,被减数与减数都是等差数列的和,因此,可以先分别求出它们各自的和,然后相减。进一步分析还可以发现,这两个数列其实是把 1 100 这 100 个数分成了奇数与偶数两个等差数列,每个数列都有 50 个项。因此,我们也可以把这两个数列中的每一项分别对应相减,可得到 50 个差,再求出所有差的和。(2+4+6+100)(1+3+5+99)=(21)+(43)+(65)+(10099)=1+1+1+1=504、 求首项是 25,公差是 3 的等差数列的前 40 项的和。解:末项=253(40-1)142, 和=(25142)4023340。利用等差数列求和公式及求项数和末项的公式,可以解决各种与等差数列求和有关的问题。