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:

1+2+3+4+…+99+100=?

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:

1+100=2+99=3+98=…=49+52=50+51。

1~100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)×100÷2=5050。

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:

和=(首项+末项)×项数÷2。

例1 1+2+3+…+1999=?

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=(1+1999)×1999÷2=1999000。

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 11+12+13+…+31=?

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31-11+1=21(项)。

原式=(11+31)×21÷2=441。

在利用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 3+7+11+…+99=?

分析与解:3,7,11,…,99是公差为4的等差数列,

项数=(99-3)÷4+1=25,

原式=(3+99)×25÷2=1275。

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=25+3×(40-1)=142,

和=(25+142)×40÷2=3340。

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。

下一页
阅读全文