什么是等差数列?

概念

  • 数列:按特定规律排列的一组数字的集合。
  • 等差数列:指从第二项起,每一项与它的前一项的差都是同一个常数,这个常数称为公差。

例如:

  • 1、4、7、10、13、16、19

这是一组等差数列,每个数字之间相差3,其中:

  1. 公差为:3。
  2. 首项(数列的第一个数字)是:1。
  3. 末项(数列的最后一个数字)是:19。
  4. 项数(数列的总数):7。
  5. 数列的项(简称项):数列中的一个个数字。

辨认

以下数列是否是等差数列?

  • 2、6、10、14、18、22,是
  • 1、2、1、2、3、4、5、6,不是
  • 1、2、4、8、16、32、64,不是
  • 9、8、7、6、5、4、3、2,是

计算

求项的数

2、5、8、11、14、…、?,求?第21项的数字是多少?

如果项是最后一个也称为求末项

分析:

公差是3,找一下规律:

  • 5,序号2,和2之间差1个3。
  • 8,序号3,和2之间差2个3(2+2个3)。
  • 11,序号4,和2之间差3个3(2+3个3)。
  • 14,序号5,和2之间差4个3(2+4个3)。

根据规律问题变成了:序号21,2到底要加几个3?

答案是:2 + (序号 - 1)个3,也就是2+20个3,所以第21项的数字是:62。

因此得出公式:$$第n项的数 = 首项 + (n的序号 - 1) \times 公差$$ 如果求第1个项的数字,也就是求首项,那么公式是: $$首项 = 末项 - (项数 - 1) ×公差$$

求项的序号

5、8、11、14、17、20、…、65是其中的第几项?

如果项是最后一个也称为求项数

直接套公式:$$某项的序号 = (某项的数 - 首项) \div 公差 + 1$$ 公差是3,也就是:(65 - 5) / 3 + 1,65项的序号是:21。

求和

2、4、6、8、10、12、14,这个数列各项加起来的和是多少?

分析:

倒序相加求和

  • 正序 S = 2 + 4 + 6 + 8 + 10 + 12 + 14
  • 倒序 S = 14 + 12 + 10 + 8 + 6 + 4 + 2

2+14、4+12、6+10,正序和倒序的值加在一起都是相等的,于是可以写成:

  • 2S = (2 + 14) × 7
  • S = (2 + 14) × 7 ÷ 2

最终各项加起来的和是:56。

得出公式,这个公式也称为高斯求和: $$和 = (首项 + 末项) \times 项数 \div 2$$

参考

  1. 小学数学—计算之等差数列_哔哩哔哩_bilibili
  2. 小学奥数——高斯求和公式,简单问题的再思考
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