1 + 2 + 3 + … + 99 = ?
这是个经典的数学问题,求1到99所有整数的和。 答案是 4950。 让我们来详细分析几种计算方法,保证让你彻底理解!
方法一:高斯求和法(天才少年速算秘籍)
传说中小学时,数学家高斯快速解决了类似的问题(1+2+…+100)。他的方法非常巧妙:
- 将数列倒序排列: 99 + 98 + 97 + … + 1
- 将原数列和倒序数列对应项相加:
(1 + 99) + (2 + 98) + (3 + 97) + … + (99 + 1) - 你会发现,每一对的和都是 100!
- 总共有99对,所以总和是 99 * 100 = 9900
- 因为我们把原数列加了两次,所以最终结果要除以 2: 9900 / 2 = 4950
这种方法简洁明了,体现了数学的对称美。
方法二:公式法(效率至上的工程师之选)
有一个现成的公式可以用来计算等差数列的和,而1到99就是一个公差为1的等差数列。 公式如下:
-
S = n * (a1 + an) / 2
其中:
* S 是数列的和
* n 是数列中数字的个数 (这里 n = 99)
* a1 是数列的第一个数 (这里 a1 = 1)
* an 是数列的最后一个数 (这里 an = 99) -
代入公式: S = 99 * (1 + 99) / 2 = 99 * 100 / 2 = 4950
这个方法简单粗暴,直接套用公式,适合需要快速得到答案的情况。
方法三:拆分求和法(条分缕析的会计师偏爱)
我们可以将数列拆成更容易计算的部分:
- 先计算 1 + 2 + … + 10 = 55 (这个可以手动算一下或者用上面的公式)
- 然后将 11 + 12 + … + 20 写成 (10 + 1) + (10 + 2) + … + (10 + 10) = 10*10 + (1 + 2 + … + 10) = 100 + 55 = 155
- 以此类推, 21 + 22 + … + 30 = 200 + 55 = 255
- 直到 91 + 92 + … + 99 = 9*10 + 1 + 2 + … + 9 = 90 + 45 = 135
注意,最后91到99只有9个数,因此算法和之前的稍有不同。需要计算(1+2+…+9)=45。所以 91 + 92 + … + 99 = 9 * 90 + 45 = 810 + 45。这里拆分方法不对。
更正后的拆分求和法,可以按高斯的方法进行:
- 把1到99分成1到9 和 10到99。
- 1到9的和是 (1+9)*9/2 = 45
- 10到99的和是 (10+99)*90/2 = 4905
- 总和是 45+4905 = 4950
这种方法略微繁琐,但它展示了将复杂问题分解成简单问题的思路,适合理解求和的本质。
总结
无论你选择哪种方法,最终的结果都是 4950。 高斯求和法最为巧妙,公式法最为高效,拆分求和法易于理解。 掌握这些方法,不仅可以解决这个特定的问题,更能培养你的数学思维和解决问题的能力。