1 + 2 + 3 + … + 19 = ?
答案是:190
现在,让我们从不同角度来理解和解决这个问题:
1. 笨办法:直接加!
最直接的方法就是硬着头皮一个一个加。虽然肯定能算出来,但比较费时间,容易出错。 如果你不怕麻烦,可以试试:
1 + 2 = 3
3 + 3 = 6
6 + 4 = 10
…
一直加到 18 + 19 = 190
2. 高斯的方法:天才的头脑!
相传,小学时的高斯巧妙地解决了这个问题。他是怎么做的呢?
他发现,可以把数列倒过来写:
1 + 2 + 3 + … + 17 + 18 + 19
19 + 18 + 17 + … + 3 + 2 + 1
然后上下对应相加,每一对的和都是 20 (1+19=20, 2+18=20, 3+17=20, …)。 总共有 19 对,所以总和是 20 * 19 = 380。
但注意,我们把原来的数列加了两遍,所以要除以 2: 380 / 2 = 190
3. 公式法:一劳永逸!
高斯的方法蕴含了一个更通用的公式,叫做等差数列求和公式。
对于一个等差数列(相邻两项的差相等),从第一项 a1 加到第 n 项 an 的和 S 可以这样计算:
S = (a1 + an) * n / 2
在这个题目中:
- a1 = 1 (第一项)
- an = 19 (最后一项)
- n = 19 (总共有19项)
代入公式: S = (1 + 19) * 19 / 2 = 20 * 19 / 2 = 190
4. 图像理解:面积的秘密!
我们可以把这个问题用图像来表示。想象一个由19个方块组成的楼梯,从左到右,方块数分别是1, 2, 3, …, 19。
现在,把这个楼梯复制一份,倒过来放在旁边,拼成一个长方形。 这个长方形的长是 20 (1 + 19),宽是 19。
长方形的总面积是 20 * 19 = 380。 而我们原来的楼梯面积是长方形的一半,所以楼梯的面积是 380 / 2 = 190
5. Python编程:让计算机来算!
如果你想用代码来验证,Python 是一个不错的选择:
“`python
sum = 0
for i in range(1, 20): # 注意 range(1, 20) 包括 1 但不包括 20
sum += i
print(sum) # 输出结果:190
“`
或者更简洁的写法:
python
print(sum(range(1, 20))) # 输出结果:190
总结:
无论使用哪种方法,我们都能得到 1 + 2 + 3 + … + 19 = 190 这个结论。 不同的方法展示了不同的数学思维方式,从简单的加法到巧妙的公式,再到形象的图像和强大的编程,希望你能从中体会到数学的魅力!