第十二讲 等差数列
[复习一](1) 先介绍一下一些定义和表示方法:
定义:从第二项起,每一项都比前一项大(或小)一个常数(固定不变的数),这样的数列我们称它为等差数列.
譬如:2、5、8、11、14、17、20、…… 从第二项起,每一项比前一项大3 ,递增数列
100、95、90、85、80、…… 从第二项起,每一项比前一项小5 ,递减数列
(2) 首项:一个数列的第一项,通常用a1表示;
末项:一个数列的最后一项,通常用an表示,它也可表示数列的第n项. 每个数列都有最后一项吗?数列分有限数列和无限数列;
项数:一个数列全部项的个数,通常用n来表示;
公差:等差数列每两项之间固定不变的差,通常用d来表示;
和 :一个数列的前n项的和,常用Sn来表示 .
(3) 三个重要的
公式
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:
① 通项公式:递增数列:末项=首项+(项数-1)×公差,
递减数列:末项=首项-(项数-1)×公差,
② 项数公式:项数=(末项-首项)÷公差+1
由通项公式可以得到:
(
);
(
).
③ 求和公式:和=(首项+末项)×项数÷2,
(4)中项定理
对于任意一个项数为奇数的等差数列,中间一项的值等于所有项的平均数,也等于首项与末项和的一半;或者换句话说,各项和等于中间项乘以项数.
譬如:(1)4+8+12+…+32+36=(4+36)×9÷2=20×9=1800 ,
题
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中的等差数列有9项,中间一项即第5项的值是20,而和恰等于20×9 ;
(2)65+63+61+…+5+3+1=(1+65)×33÷2=33×33=1089 ,题中的等差数列有33项,中间一项即第17项的值是33,而和恰等于33×33 .
[复习二](1)3、5、7、9、11、13、15、…… ,这个数列有多少项?它的第102项是多少?43是其中第几项?
(2)如果一等差数列的第4项为21,第6项为33,求它的第8项.
(3)一个等差数列1,4,7,10,13,这个数列各项的和是多少?
(1) 等差数列在计算中的综合运用
【例1】 (1)1+3+4+6+7+9+10+12+13+…+66+67+69+70;
(2)1000+999-998+997+996-995+…+106+105-104+103+102-101.
【例2】 在1~100这一百个自然数中,所有能被9整除的数的和是多少
【例3】 求100以内除以3余2的所有数的和.
【例4】 已知数列2、3、4、6、6、9、8、12、…,问:这个数列中第2000个数是多少?第2003个数是多少?
【例5】 盒子里放有三只乒乓球,一位魔术师第一次从盒子里拿出一只球,将它变成3只球后放回盒子里;第二次又从盒子里拿出二只球,将每只球各变成3只球后放回盒子里……第十次从盒子里拿出十只球,将每只球各变成3只球后放回到盒子里.这时盒子里共有多少只乒乓球?
【例6】 明明在玩棋子,他想把35枚棋子放到8个不同的空盒中,如果要求每个盒子都不空,且任意2个盒子里的棋子数目都不一样,明明能办到吗?如果能,他该怎么放?如果不能,说说为什么?
【例7】 已知有一个数列:1、1、2、2、2、2、3、3、3、3、3、3、4……,试问:
(1) 15是这样的数列中的第几个到第几个数?
(2) 这个数列中第100个数是几?
(3) 这个数列前100个数的和是多少?
(2) 等差数列在数表中的综合运用
【例8】 (希望杯数学邀请赛)观察下面的序号和等式,填括号.
序号 等式
1 1 + 2 + 3= 6
3 3 + 5 + 7= 15
5 5 + 8 + 11= 24
7 7 + 11 + 15= 33
∶ ∶ ∶ ∶ ∶
( ) ( )+( )+7983=( )
【例9】 自然数按一定规律排成下表,问第60行第5个数是几?
【例10】 设自然数按如下方式排列,那么第10行第1个数字是几?
本讲主要讲了等差数列在实际解题过程中的综合运用,在以后的学习中我们还会学习到关于等差数列的更多知识,希望同学们再接再厉,加油!
1. 计算72+793+7994+79995+799996= .
2. 求1~1000这1000个数中不能被7整除的整数之和.
3. 把27枚棋子放到7个不同的空盒中,如果要求每个盒子都不空,且任意两个盒子里的棋子数目都不一样多,问能否办到,若能,写出具体
方案
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,若不能,说明理由.
4. 某次宴会结束时总共握手45次,如果参加宴会的每一个人,和其他参加宴会的每一个人都只握一次手.参加宴会的一共有多少人?
5. 将自然数按下面的形式排列
1
2 3 4
5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23 24 25
……
问:第10行最左边的数是几?第10行所有数的和是多少?
从前有一个非常聪明的数学家,他能用数学知识为人们解决许多常见的生活问题,受到人们的爱戴.可是国王嫉贤妒能,总想找借口把年轻的数学家除掉,但一直没有如愿.
那时国王正在修一个豪华的宫殿,将要落成的一天,国王看着漂亮的宫殿忽然想到一个为难数学家的好办法,于是派人把数学家找来,说有难事请他帮忙.
数学家来到皇宫拜见国王,国王见到数学家心中就有气,他脸露一丝坏笑,说:“听说你很有能耐,什么难题都难不倒你,并以此得到了我臣民的拥护,能有你这样的臣民我应该很高兴,但我怕你是欺世盗名之徒,骗取我臣民的忠心,所以我要考考你,假如你能过关,我就相信你,并保证永远不会再为难你,否则,就将你永远赶出我的国家!”数学家被迫答应了.
国王的问题是:新建的皇宫给国王的每一位妃子都建了一个寝宫,国王为了区分不同的妃子在哪个寝宫,决定在每个寝宫门口挂上数目不同的中国结.办法是在第一个门口中间挂上一个,在第二个门口除了中间的一个再分别在两侧各挂上一个,在第三个门口除了第二个门口的三个再在两侧各挂上一个……如此类推,国王共有50个妃子,问一共需要多少个中国结?
国王不许数学家到宫门口去试,只许他用脑子想,要是一小时内没有结果就算失败.国王出完题之后命人看住数学家,不让他出去,自己想到后宫去休息一会儿.可还没等到他跨出门口就被数学家叫住了,数学家已经得出了答案:2500个中国结.国王半信半疑,急忙命人去试一下.试了半天,终于试完了,果然是2500个!
国王被迫让数学家离开了,可是事后百思不得其解,数学家是怎样知道答案的呢?但碍于面子他宁死不向数学家请教,只是终日冥思苦想,再也没有心思害人了.但他最终也没想明白是怎么回事,终于积劳成疾,命不久矣.临死前他终于忍不住命人把数学家请来,客气地说:“我以前终日与你为难,最终还是难不住你,这些日子我一直对你算出中国结数目的事不解,不知道你如何能那么快得出答案,你能告诉我吗?”
见国王时日无多,数学家恭敬地说:“是这样的,我把每个门口的中国结数目列在一起,想成一列数,它们相邻两个的差都是2,我称这样的数列为等差数列,第50个门口是99个,与第一个门口的一个合成100个,第49个门口是97个,与第二个门口的3个合成100个,……如此类推,一共可以合成25个100,合起来共是2500个中国结.”
国王听完满意地点了点头,传出命令:“封数学家为全国最聪明的人……”说完永远闭上了双眼.
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专题精讲
你还记得吗
花果山的小猴子们排成一长排,孙悟空给他们分桃子,第1只猴子分1个,第2只猴子分4个,第3只猴子分7个,第4只猴子分10个……按照这样的规律分下去,第50只猴子能分到多少个桃子?
想 挑 战 吗 ?
练习十二
专题展望
数学故事
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