501501
直接计算:最笨但最可靠的方法
最简单粗暴的方法,就是老老实实地把1到1001的每个数字都加起来。你可以拿出纸笔,也可以用计算器。 虽然过程繁琐,但最终肯定能得到正确答案:501501。 但是,这种方法效率太低,如果让你加到10000、100000呢?岂不是要算到天荒地老?所以我们需要寻找更高效的方法。
高斯求和:天才的灵光一现
话说德国数学家高斯小时候,老师布置了类似的作业:1加到100。其他同学都在埋头苦算,小高斯却灵机一动,发现了一个巧妙的规律。
他把1到100这些数字两两配对:
- 1 + 100 = 101
- 2 + 99 = 101
- 3 + 98 = 101
- …
- 50 + 51 = 101
一共50对,每对的和都是101,所以1加到100的和就是50 * 101 = 5050。
同样,我们可以用这个方法来计算1加到1001的和。 我们将其两两配对:
- 1 + 1001 = 1002
- 2 + 1000 = 1002
- 3 + 999 = 1002
- …
- 500 + 502 = 1002
一共有500对,每对的和都是1002,还剩一个501没有配对。所以,总和就是500 * 1002 + 501 = 501000 + 501 = 501501。
公式法:简洁而高效的终极武器
高斯的方法启发了我们,我们可以将其推广成一个通用的公式。对于从1加到n的求和,公式是:
S = n * (n + 1) / 2
其中,S代表总和,n代表最后一个数字。
这个公式是怎么来的呢?我们可以这样理解:
- n * (n + 1) 相当于把数列复制一份,倒过来加在一起,每一对的和都是(n+1),总共有n对,所以是n * (n+1)。
- 由于我们把数列加了两遍,所以要除以2,得到 n * (n + 1) / 2。
现在,我们用这个公式来计算1加到1001的和:
S = 1001 * (1001 + 1) / 2 = 1001 * 1002 / 2 = 1003002 / 2 = 501501。
编程实现:让计算机来帮忙
如果你会编程,可以用代码来快速计算。例如,在Python中:
“`python
sum = 0
for i in range(1, 1002): # range(1, 1002) 生成 1 到 1001 的整数序列
sum += i
print(sum) # 输出 501501
或者使用更简洁的方法:
n = 1001
sum = n * (n + 1) // 2 # // 表示整数除法
print(sum) # 输出 501501
“`
这段代码通过循环遍历1到1001的每个数字,并将它们累加到sum
变量中。最后,输出sum
的值,结果同样是501501。 第二种方法直接使用公式。
总结:殊途同归
我们用了四种方法来计算1加到1001的和,最终都得到了相同的结果:501501。 这说明,解决同一个问题,可以有很多不同的思路。 直接计算虽然笨拙,但保证正确;高斯求和体现了数学的巧妙;公式法简洁高效;编程则可以自动化计算过程。 选择哪种方法,取决于具体情况和你的个人偏好。掌握多种方法,能让你在面对问题时更加游刃有余。