5050
从小学奥数到高斯公式:层层递进,拨开迷雾
小学时,我们可能遇到过这样的题目:1+2+3+…+100 等于多少? 很多同学会尝试一个一个加,加到手软,加到崩溃。 这是最原始的方法,简单粗暴,但效率极低。
方法一:死磕到底(不推荐,但务必了解)
这种方法就是硬算,一个数一个数地加。 优点是简单易懂,缺点是费时费力,容易出错。 如果考试时用这种方法,除非时间特别充裕,否则不建议使用。 想象一下,加到 50 的时候,你还能保证之前加的数都没错吗?
方法二:分组配对,化繁为简(推荐!)
这就是小学奥数中常用的“配对法”。观察这个数列,我们可以发现:
- 1 + 100 = 101
- 2 + 99 = 101
- 3 + 98 = 101
- …
- 50 + 51 = 101
看到了吗? 每一对数的和都是 101。 一共有多少对呢? 显然是 100 / 2 = 50 对。 因此,1 + 2 + 3 + … + 100 = 101 * 50 = 5050。
方法三:高斯公式,一招制敌(最推荐!)
传说高斯小时候就用这个方法解决了老师出的难题。 这个方法基于一个著名的公式,被称为高斯求和公式,也称为等差数列求和公式:
- Sum = (n/2) * (a1 + an)
其中:
- Sum 是数列的和
- n 是数列中项的个数
- a1 是数列的第一项
- an 是数列的最后一项
在这个题目中:
- n = 100
- a1 = 1
- an = 100
所以:
- Sum = (100/2) * (1 + 100) = 50 * 101 = 5050
这个公式简洁高效,适用范围广,是解决等差数列求和问题的利器。 记住这个公式,可以秒杀类似的题目!
方法四:Python 代码,优雅解决(程序员专属)
对于程序员来说,解决这个问题还可以更优雅:
“`python
sum_of_numbers = sum(range(1, 101))
print(sum_of_numbers) # Output: 5050
或者使用 reduce 函数
from functools import reduce
numbers = list(range(1, 101))
sum_of_numbers = reduce(lambda x, y: x + y, numbers)
print(sum_of_numbers) # Output: 5050
“`
短短几行代码,就能轻松搞定。 这就是编程的魅力!
拓展思考:活学活用,融会贯通
掌握了以上方法,我们就可以解决更复杂的问题了。 例如:
- 求 2 + 4 + 6 + … + 200 的和。 (可以提取公因数 2,变成 2 * (1 + 2 + 3 + … + 100))
- 求 1 + 3 + 5 + … + 99 的和。(可以使用高斯公式,注意项数和末项的变化)
学习数学,关键在于理解原理,灵活运用。 不要死记硬背公式,要理解公式背后的逻辑。 只有这样,才能在面对各种各样的问题时,游刃有余,迎刃而解。
总结:
1+2+3+…+100 = 5050. 记住,解决问题的方法不止一种,选择最适合你的,最有效率的,才是最好的。 从小学奥数到高斯公式,再到 Python 代码,我们看到了解决同一个问题的不同视角和方法。 掌握这些方法,你就能在数学的世界里自由驰骋!