被譽為「數學王子」的高斯是德國著名的數學家。他在童年時期就顯得非常聰明,在一次老師教完加法後,出了一道題要難為難為學生,就出了一道經典的數學計算:
1+2+3+……+97+98+99+100=
高斯的老師很開心,這道題肯定要讓他的學生算到下課也算不出來,由於老師很自信,所以就出去休息了。可老師剛走到門口,高斯就叫住老師:「我算出來了,答案是5050。」
老師十分驚訝,這是怎麼回事呢?
老師十分疑惑,你是怎麼做到的?
高斯回答,我看到把1加至100與100加至1排成兩排相加,得到的數值再除以2就可以了。高斯是這麼列式的 :
這樣就一共有100個101相加,但是算式重複了兩次,所以把得數10100除以2便得到答案5050。
這個計算方法簡單、巧妙,很有規律性。其實高斯計算的就是一個數列的和,這個數列的規律就是相鄰兩個數的差是相等的,這樣的數列就叫做等差數列。
我們先看一道簡單的等差數列題:
1+2+3+……+18+19+20
=(1+20)×20÷2
=21×20÷2
=210
可以看出,等差數列的規律是相鄰的兩個數的差是相等的,數列的第一個數叫做首項,最後一個數叫末項,相鄰兩個數的差都相等,所以叫做公差。
那麼,求數列的和公式就是
和=(首項+末項)×項數÷2
根據此式子,可以推理其他式子:
項數=(末項-首項)÷公差+1
末項=首項+(項數-1)×公差
舉例:
求出8+10+12+14+…+58+60的和。
第一步,看幾大要素。
首項:8
末項:60
公差:2
項數:?
只要我們求出項數,那麼就可以得出和了。根據「項數=(末項-首項)÷公差+1」列式:
項數=(60-8)÷2+1
=52÷2+1
=27
根據求和的公式,我們求出和值。
和=(首項+末項)×項數÷2
=(8+60)×27÷2
=68×27÷2
=418
所以說,對於高斯求和,我們要做好以下幾點就OK了:
1、先審題,看清楚是不是等差數列。
2、如果是等差數列需要求和的話,就看看主要是條件夠不夠,如果不夠,抓緊時間解決。
3、充分地利用求和公式,來解決高斯求和的所有問題。
練習: