计算(三)等差数列求和
知识精讲
一、定义:一个数列的前n项的和为这个数列的和。 二、表达方式:常用Sn来表示 。
三:求和公式:和?(首项?末项)?项数?2,sn?(a1?an)?n?2。
对于这个公式的得到可以从两个方面入手:
(思路1)1?2?3???98?99?100
???101?50?5050 ?(1?100)?(2?99)?(3?98)???(50?51)???????????????????共50个101(思路2)这道题目,还可以这样理解:
和=1?2?3?4???98?99?100+和?100?99?98?97???3?2?1 2倍和?101?101?101?101???101?101?101?101?50???5050。 即,和? (100?1)?100?2??四、中项定理:对于任意一个项数为奇数的等差数列,中间一项的值等于所有项的平均
数,也等于首项与末项和的一半;或者换句话说,各项和等于中间项乘以项数。
(4?36)?9?2?20?9?1800, 譬如:① 4?8?12???32?36?题中的等差数列有9项,中间一项即第5项的值是20,而和恰等于20?9;
(1?65)?33?2?33?33?1089, ② 65?63?61???5?3?1?题中的等差数列有33项,中间一项即第17项的值是33,而和恰等于
33?33。
例题精讲: 例1:求和:
(1)1+2+3+4+5+6 = (2)1+4+7+11+13= (3)1+4+7+11+13+?+85=
分析:弄清楚一个数列的首项,末项和公差,从而先根据项数公式求项数,再根据求和公式求和。
例如(3)式项数=(85-1)÷3+1=29
和=(1+85)×29÷2=1247
答案:(1)21 (2)36 (3)1247
例2:求下列各等差数列的和。
(1)1+2+3+4+?+199
(2)2+4+6+?+78
(3)3+7+11+15+?+207
分析:弄清楚一个数列的首项,末项和公差,从而先根据项数公式求项数,再根据求和公式求和。
例如(1)式=(1+199)×199÷2=19900
答案:(1)19900 (2)1160 (3)5355
例3:一个等差数列2,4,6,8,10,12,14,这个数列的和是多少?
分析:根据中项定理,这个数列一共有7项,各项的和等于中间项乘以项数,
即为:8?7?56
答案:56
例4:求1+5+9+13+17??+401该数列的和是多少。
分析:这个数列的首项是1,末项是401,项数是(401-1)÷4+1=101,所以根据求和公式,可有:
和=(1+401)×101÷2=20301 答案:20301
例5:有一串自然数2、5、8、11、??,问这一串自然数中前61个数的和是多少?
分析:即求首项是2,公差是3,项数是61的等差数列的和, 根据末项公式:末项=2+(61-1)×3=182 根据求和公式:和=(2+182)×61÷2=5612 答案:5612
例6:把自然数依次排成“三角形阵”,如图。第一排1个数;第二排3个数;第三排5个数;?
求:
(1)第十二排第一个数是几?最后一个数是几?
(2)207排在第几排第几个数?
(3)第13排各数的和是多少?
分析:整体看就是自然数列,每排的个数的规律是1,3,5,7...即为奇数数列 若排数为n(n≥2de 自然数),则这排之前的数共有(n-1)(n-1)个。
(1)第十二排共有23个数。前面共有(1+21)×11÷2=121个数,
所以第十二排的第一个数为122,最后一个数为122+(23-1)×1=144
(2)前十四排共有196个数,前十五排共有225个数,所以207在第十五排,第十五排的第一个数是197,所以207是第(207-197=10)个数
(3)前十二排共有144个数,所以第十三排的第一个数是145,而第十三排共有25个数,所以最后一个数是145+(25-1)×1=169,所以和=(145+169)×25÷2=3925 答案:(1)122;144 (2)第十五排第10个数 (3)3925
例7:15个连续奇数的和是1995,其中最大的奇数是多少?
分析:由中项定理,中间的数即第8个数为:1995?15?133,
(15?8)?147。 所以这个数列最大的奇数即第15个数是:133?2?答案:147。
例8:把210拆成7个自然数的和,使这7个数从小到大排成一行后,相邻两个数的差都
是5,那么,第1个数与第6个数分别是多少? 分析:由题可知:由210拆成的7个数必构成等差数列,则中间一个数为210÷7=30,所以,
这7个数分别是15、20、25、30、35、40、45。
即第1个数是15,第6个数是40。 答案:第1个数:15;第6个数:40。
例9:已知等差数列15,19,23,……443,求这个数列的奇数项之和与偶数项之和的差是
多少?
分析:公差=19-15=4
项数=(443-15)÷4+1=108 倒数第二项=443-4=439 奇数项组成的数列为:15,23,31??439,公差为8,和为(15+439)×54÷2=12258 偶数项组成的数列为:19,27,35??443,公差为8,和为(19+443)×54÷2=12474 差为12474-12258=216
答案:216
例10:在1~100这一百个自然数中,所有能被9整除的数的和是多少?
分析:每9个连续数中必有一个数是9的倍数,在1~100中,我们很容易知道能被9整除的最小的数是9?9?1,最大的数是99?9?11,这些数构成公差为9的等差数列,这个数列一
(9?99)?11?2?594. 共有:11?1?1?11项,所以,所求数的和是:9?18?27???99?也可以从找规律角度分析. 答案:594
例11:一串数按下面的规律排列:1、2、3、2、3、4、3、4、5、4、5、6??问:从左面
第一个数起,前105个数的和是多少?
分析:这些数字直接看没有什么规律,但是如果3个一组,会发现这样一个数列:
6,9,12,15......
即求首项是6,公差是3,项数是105÷3=35的和 末项=6+3×(35-1)=108 和=(6+108)×35÷2=1995 答案:1995
16例12:在下面12个方框中各填入一个数,使这12个数从左到右构成等差数列,其中10、
已经填好,这12个数的和为。
??? ? ??? ? ??? ? ??? ? ??? ?16 ??? ? ??? ?10 ??? ? ??? ? ??? ?
分析:由题意知:这个数列是一个等差数列,又由题目给出的两个数10和16知:公差为2,那么第一个方格填26,最后一个方格是4,由等差数列求和公式知和为:(4?26)?12?2?180。 答案:180。
本讲小结:1.一个数列的前n项的和为这个数列的和,我们称为。
2. 求和公式:和?(首项?末项)?项数?2,sn?(a1?an)?n?2。 3.对于任意一个奇数项的等差数列,各项和等于中间项乘以项数。
练习:
1. 求和:(1)1+3+5+7+9= (2)1+2+3+4+?+21=
(3)1+3+5+7+9+?+39=
分析:弄清楚一个数列的首项,末项和公差,从而先根据项数公式求项数,再根据求和公式求和。 答案:(1)25 (2)231 (3)400
2.求下列各等差数列的和。 (1)1+2+3+?+100 (2)3+6+9+?+39
分析:弄清楚一个数列的首项,末项和公差,从而先根据项数公式求项数,再根据求和公式求和。 答案:(1)5050 (2)273
3. 一个等差数列4,8,12,16,20,24,28,32,36这个数列的和是多少?
分析:根据中项定理,这个数列一共有9项,各项的和等于中间项乘以项数,
即为:20×9=180
答案:180
4.所有两位单数的和是多少?
分析:即求首项是11,末项是99的奇数数列的和为多少。 和=(11+99)×45÷2=2475 答案:2475
5. 数列1、5、9、13、??,这串数列中,前91个数和是多少? 分析:首项是1,公差是4,项数是91,根据重要公式,可得: 末项=1+(91-1)×4=361
和=(1+361)×91÷2=16471 答案:16471
6.如图,把边长为1的小正方形叠成“金字塔形”图,其中黑白相间染色。如果最底层有15个正方形,问:“金字塔”中有多少个染白色的正方形,有多少个染黑色的正方形? 分析:由题意可知,从上到下每层的正方形个数组成等差数列,
?2,an?15,所以n?(15?1)?2?1?8, 其中a1?1,d??(1?8)?8?2?36 所以,白色方格数是:1?2?3???8?(1?7)?7?2?28。 黑色方格数是:1?2?3???7?答案:28
(2005?2006?2007?2008?2009?2010?2011)?2008?。 7.
分析:根据中项定理知:2005?2006?2007?2008?2009?2010?2011?2008?7,所以原式 ?2008?7?2008?7。
答案:7。
8. 把248分成8个连续偶数的和,其中最大的那个数是多少?
分析:公差为2的递增等差数列。
平均数:248÷8=31,第4个数:31-1=30;首项:30-6=24;末项:24+(8-1)×2=38。
即:最大的数为38。 答案:38
9.求从1到2000的自然数中,所有偶数之和与所有奇数之和的差。
分析:解法1:可以看出,2,4,6,?,2000是一个公差为2的等差数列,1,3,5,?,1999也是一个公差为2的等差数列,且项数均为1000,
所以:原式=(2+2000)×1000÷2-(1+1999)×1000÷2=1000
解法2:注意到这两个等差数列的项数相等,公差相等,且对应项差1,所以1000项就差了1000个1,即原式=1000×1=1000 答案:1000
10. 在1~100这一百个自然数中,所有不能被9整除的数的和是多少?
分析:先计算1~100的自然数和,再减去能被9整除的自然数和,就是所有不能被9整除的
1??2?(?1)0?0?1,?自然数和了.
9?18?27???99?(9?99)?11?2?594,所有不能被9整除的自然数和:5050?594?4456.如果直接计算不能被9整除的自然数和,是很麻烦的,所以先计算所有1~100的自然数和,再排除掉能被9整除的自然数和,这样计算过程变得简便多了。 答案:594
11.一个建筑工地旁,堆着一些钢管(如图),聪明的小朋友,你能算出这堆钢管一共有多少根吗?
分析:观察发现,这堆钢管的排列就是一个等差数列:首项是3,公差是1 ,末项是10,项数是8
根据求和公式,和=(3+10)×8÷2=52(根) 所以这堆钢管共有52根。
?
答案:52根。
12. 求100以内除以3余2的所有数的和。
解析:100以内除以3余2的数为2、5、8、11、??98公差为3的等差数列,首先求出一
?3?1?33 ,再利用公式求和(2?98)? 33?2?1650 。 共有多少项,(98?2)??答案:1650。