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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,小学四年级奥数教程,第一讲 高斯求和,高斯的故事,德国著名数学家高斯幼年时代聪明过人。大约,10,岁时,老师在算术课上出了一道难题:“把,1,到,100,的整数写下来,然后把它们加起来!”每当有考试时他们班有如下的习惯:第一个做完的就把石板(当时通常用于写字)面朝下地放在老师的桌子上,第二个做完的就把石板摆在第一张石板上,就这样一个个落起来。这道难题当然难不倒学过算术级数的人,但对于刚学算术不久的孩子来说,难度较大。老师心想:终于可以休息一下了!但他错了,因为还不到几秒钟,高斯已经把石板放在讲桌上了。同时说道:“答案在这儿”。而其他学生还在埋头苦干,把数字一个个加起来,有的额头都出汗了。但高斯却静静地坐着,对老师投来的怀疑眼光毫不在意。考完后,老师一张张地检查着石板,大部分都做错了,当然也免不了吃一顿鞭打。最后,高斯的石板被翻了过来,只见上面只有一个数字:,5050,。这正是正确的答案。老师吃了一惊!,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,高斯把这道题巧算为:,(,1+100,),100,2,5050,。,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,。,根据等差数列的求和公式,可以变形得到如下的数量关系:项数,=,(末项,-,首项),公差,+1,末项,=,首项,+,公差,(项数,-1,),首项,=,末项,-,公差,(项数,-1,),例1:,1234,5,1920?,2468,4850?,分析:观察上面两道题,不难发现它们都是等差数列。第题的首项是1,末项是20,共有20个数。而第题的首项是2,末项是50,共有25个数。由等差数列求和公式可得:,1234,5,1920,(1,20),20,2,21,20,2,210,2468,4850,(2,50),25,2,52,25,2,650,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。,练一练:,计算,1234,5,4950的和,解:原式,(,1,50),50,2,51,50,2,1275,计算1357,9799的和,解:原式,(,1,99),50,2,100,50,2,2500,第一行放了1颗糖,第二行放了2颗糖,第三行放了3颗糖,依此类推,第四十行放了40颗糖,第一,四十行一共放了,多少颗糖?,1234,5,40,(,1,40),40,2,41,40,2,820(颗),例2:,求581114,2932的和,分析:这是一个公差为3、首项为5、末项为32的等差数列。如果按等差数列求和的公式计算,还必须先找出项数。根据项数,(末项首项),公差1,这个等差数列的项数是(32,5),3,1,10。,解:(32,5),3,1,27,3,1,9,1,10,581114,2932,(532),10,2,37,10,2,185,练一练:,计算37,11,4347的和,解,:(47,3),4,1,44,4,1,11,1,12,37,11,4347,(347),12,2,50,12,2,600,2,300,练一练:,计算510,15,9095100的和,解,:(100,5),5,1,95,5,1,19,1,20,510,15,9095100,(5100),20,2,105,20,2,2100,2,1050,练一练:,美羊羊学做蛋糕,第一天做了5个蛋糕,以后每天都比前一天多做2个,最后一天做了25个蛋糕,美羊羊这些天中一共做了多少个蛋糕?,(25,5),2,1,20,2,1,10,1,11,(525),11,2,30,11,2,330,2,165,例3:,有一列数按如下规律排列:10、17、24、31,这列数中前80个数的和是多少?,分析:这是一个公差为7、首项为10、项数为80的等差数列,末项未知。如果按等差数列求和的公式计算,还必须先找出末项。根据末项=首项+公差,(项数-1),这个等差数列的末项是10,7,(801)563。,解:10,7,(801),10,7,79,10,553,563,(10563),80,2,573,80,2,22920,练一练:,有一列数按如下规,律排列:5、9、13、17,这列数中前24个数的和是多少?,5,4,(241),5,4,23,5,92,97,(597),24,2,102,24,2,1224,练一练:,小明练习写毛笔字,第一天写,了8个大字,以后每一天都比前一天多写3个,小明30天一共写了多少个,毛笔字?,8,3,(301),8,3,29,8,87,95,(895),30,2,103,30,2,1545,练一练:,有一堆粗细均匀的圆木,最上面有33根,每一层都比上一层多1根,一共堆了15层,这堆圆木一共有多少根,?,33,1,(151),33,1,14,33,14,47,(3347),15,2,80,15,2,600,例4,:,(,246,2012)(135,2011),分析:这道题可以分别求出括号内两个数列的和,然后相减。仔细观察,不难发现,这两个数列的项数一样多。而且前面括号内第一个数与后面括号内第一个数相减得1,前面括号内第二个数与后面括号内第二个数相减也得1,以此类推。,解法一:(20122),2,1,2010,2,1,1005,1,1006,(,246,2012)(135,2011),(22012),1006,2(12011),1006,2,2014,1006,22012,1006,2,10130421012036,1006,解法二:,(,246,2012)(135,2011),(21),(43),(20122011),1,1006,1006,练一练:,(7911,25)(579,23),解法一:(257),21,18,2,1,9,1,10,(,7911,25)(579,23),(725),10,2(523),10,2,32,10,228,10,2,160140,20,解法二:,(,7911,25)(579,23),(75),(97),(2523),2,10,20,练一练:,123,4,56,789,585960,分析:计算这道题,可以变减为加,整体推算。其中,减数均为3的倍数,共有60,320(个),123,4,56,789,585960,(160),60,2(360),20,2,2,61,60,263,20,2,2,18301260,570,例4:,求所有加6以后被11整除的三位数的和。,分析:解决这道题,首先应弄清楚,“,加6以后被11整除的三位数,”,是哪些数。,“,加6以后被11整除的三位数,”,,换一个说法,也就是,“,被11除余5的三位数。,在这些数中最小的三位数是104,最大的三位数是995,而且相邻两数都相差11。即这些三位数依次是104、115、126、,995。显然,它们成等差数列,所以可以利用等差数列求和的公式来求和。首项是104,末项是995,公差是11。,解:项数,(995,104),111,891,111,811,82,总和,(104995),82,2,1099,82,2,45059,练一练:,100以内所有加5后是6的倍数的数的和是多少?,分析:100以内,“,加5后是6的倍数的数,”,,换一个说法,也就是,“,被6除余1的数。,在这些数中最小的是1,最大的是91,而且相邻两数都相差6。即这些数依次是1、7、13、,91。显然,它们成等差数列,所以可以利用等差数列求和的公式来求和。首项是1,末项是91,公差是6。,解:项数,(91,1),61,90,61,151,16,总和,(191),16,2,92,16,2,736,练一练:,在1,400中,所有不是9的倍数的数的和是多少?,分析:,1,400中,所有,“,不是9的倍数的数的和,”,,可以先求出1,400各数的和,再去掉所有9的倍数的数的和,就能得到所要求的结果。而在所有9的倍数的数中,最小的是9,最大的是396,,相邻两数都相差9。即这些数依次是9、18、27、,396。显然,它们成等差数列。项数是(,3969),9,1,44,(,12,3,400),(,918,27,396),(,1400),400,2,(9,396),44,2,401,400,2,405,44,2,80200,8910,71290,练一练:,求所有被7,除余数是1的三位数的和,是多少?,分析:在,被7,除余数是1的三位数中,最小的是106,最大的是995,而且相邻两数都相差7。即这些数依次是106、113、120、,995。显然,它们成等差数列,所以可以利用等差数列求和的公式来求和。首项是106,末项是995,公差是7。,解:项数,(995,106),71,889,71,1271,128,总和,(106955),128,2,1101,128,2,70464,
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