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等差数列的求和问题
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例 1:已知等差数列 $1,2,3,...,10$,计算它们的和。
我们可以直接计算。
$$
\begin{aligned}
& 1+2+3+...+10\\
=~ & 3+3+4+...+10\\
=~ & 6+4+5+...+10\\
=~ & 10+5+6+...+10\\
=~ & 15+6+7+...+10\\
=~ & 21+7+8+...+10\\
=~ & 28+8+9+...+10\\
=~ & 36+9+10\\
=~ & 45+10\\
=~ & 55
\end{aligned}
$$
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例 2:已知等差数列 $1,2,3,...,100$,计算它们的和。
它的求和问题是 $1+2+3+…+100$,直接计算比较麻烦,而且容易算错,所以我们用分组法。
一组两个数字,按下面的方式进行分组。
$$
(1,100),(2,99),(3,98),…
$$
因为数字数量是组的两倍。
所以一共有 $100 \div 2=50$ 组。
下面计算最后一组是什么。
最后一组的第一个数是 $50$
每组的和是 $101$
最后一组的第二个数是 $101-50=51$
最后一组是 $(50,51)$
每组的和是 $101$。
一共有 $50$ 组。
$$
\begin{aligned}
& 1+2+3+...+100\\
=~ & 50 \times 101\\
=~ & 5000+50\\
=~ & 5050
\end{aligned}
$$
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例 3:$1,3,5,...,103$ ,计算它们的和。
它的求和问题是 $1+3+5+…+103$
我们继续用分组法。
一组两个数字,按下面的方式进行分组。
$$
(1,103),(2,102),(3,101),…
$$
一共有 $52$ 个数字。
数字的数量是组的数量的两倍。
所以一共有 $52 \div 2=26$ 组。
下面计算最后一组是什么。
每组的和是 $104$
第一组 $1,103$
第二组 $3,101$
第三组 $5,99$
我们现在要算第 $26$ 组第一个数字。
利用通项公式
$$
\begin{aligned}
& a_1=1,n=26,d=2\\
& a_{26}=1+(26-1) \times 2=50+1=51
\end{aligned}
$$
第 $26$ 组的第一个数是 $51$,第二个数是 $104-51=53$
最后一组是 $(51,53)$
每组的和是 $104$
一共有 $26$ 组。
$$
\begin{aligned}
& 1+3+5+...+103\\
=~ & 26 \times 104\\
=~ & 2600+104\\
=~ & 2704
\end{aligned}
$$
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例 4:$1,2,3,...,101$ , 计算它们的和。
它的求和问题是 $1+2+3+…+101$
我们继续用分组法。
一组两个数字,按下面的方式进行分组。
$$
(1,101),(2,100),(3,99),…
$$
一共有 $101$ 个数字。
数字的数量是组的数量的两倍。
一共有 $101 \div 2=50…1$
下面计算最后一组是什么。
最后一组的第一个数是 $50$
每组的和是 $102$
最后一组的第二个数是 $102-50=52$
最后一组是 $(50,52)$
没成组的是 $51$
每组的和是 $102$
一共有 $50$ 组。
$$
\begin{aligned}
& 1+2+3+...+101\\
=~ & 50 \times 102+51\\
=~ & 5100+51\\
=~ & 5151
\end{aligned}
$$
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例 5:$4,8,12,...164$ , 计算它们的和。
它的求和问题是 $4+8+12+…+164$
我们继续用分组法。
一组两个数字,按下面的方式进行分组。
$$
(4,164),(8,160),(12,156),…
$$
一共有 $41$ 个数字。
数字的数量是组的数量的两倍。
一共有 $41 \div 2=20…1$
下面计算最后一组是什么。
每组的和是 $168$
第一组 $4,164$
第二组 $8,160$
第三组 $12,156$
我们现在要算第 $20$ 组第一个数字。
利用通项公式
$$
\begin{aligned}
& a_1=4,n=20,d=4\\
& a_{20}=4+(20-1) \times 4=4+76=80
\end{aligned}
$$
第 $20$ 组的第一个数是 $80$,第二个数是 $168-80=88$
最后一组是 $(80,88)$
没成组的数是 $84$
$$
\begin{aligned}
& 4+8+12+...+164\\
=~ & 20 \times 168+84\\
=~ & 3360+84\\
=~ & 3444
\end{aligned}
$$
Last updated
13 Sep 2025, 16:58 +0800
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