5050
这个问题,乍一看简单,实际上蕴含着数学的精妙。我们来一层层剖析:
1. 朴素的加法:最直接的方式
最简单直接的方法,当然是一个一个加:2 + 3 + 4 + 5 + … + 99 + 100。理论上可行,但谁愿意这么算呢?且不说容易出错,光是想想就令人头大。
2. 高斯的灵光一现:等差数列的魅力
传说中,小学时候的数学王子高斯就巧妙地解决了这个问题(实际上是1加到100,但原理相同)。他的方法是这样的:
- 把数列倒过来写:100 + 99 + 98 + … + 3 + 2
- 将原数列和倒过来的数列对应项相加:(2 + 100) + (3 + 99) + (4 + 98) + … + (99 + 3) + (100 + 2)
- 你会发现,每一对的和都是102!
- 总共有多少对呢? 100 – 2 + 1 = 99项,即99对。
- 所以,总和是 102 * 99
- 但是!注意!我们把所有数字加了两遍,所以要除以2。
- 最终答案: (102 * 99) / 2 = 5049
- 但是我们需要算的是2+3+…+100,所以还需要加上1 = 5050
所以高斯的算法本质上是利用了等差数列求和公式的一个巧妙变体。
3. 等差数列公式:一劳永逸的工具
更普适的方法是使用等差数列求和公式:
S = n * (a1 + an) / 2
其中:
- S 是总和
- n 是项数
- a1 是首项
- an 是末项
在这个问题中:
- n = 99 (从2到100,总共99个数)
- a1 = 2
- an = 100
代入公式:
S = 99 * (2 + 100) / 2 = 99 * 102 / 2 = 5049
所以还要加1= 5050
4. 编程的视角:让计算机来帮忙
如果你熟悉编程,可以轻松地用代码解决这个问题。 以Python为例:
“`python
sum = 0
for i in range(2, 101):
sum += i
print(sum) # 输出 5050
“`
这展示了另一种解决问题的思路: 循环累加。
5. 数学归纳法:严谨的证明
虽然算出了答案,但我们可以用数学归纳法证明等差数列求和公式的正确性(或者说,证明我们的计算结果的正确性)。 这是一个更理论化的角度,用于验证公式的普适性。 虽然在这里显得有些 overkill,但它代表了一种严谨的数学思维。
总结:殊途同归
无论采用哪种方法,最终的答案都是 5050。 这个问题看似简单,却能引出多种解决思路,体现了数学的灵活性和多样性。 更重要的是,它告诉我们,即使面对看似繁琐的计算,也可以通过寻找规律、运用公式、借助工具等方式,化繁为简,最终找到答案。