小升初奥数培优讲义:高斯求和-2025-2026学年小升初奥数思维提升专项
2026-06-16
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精品
摘要:
该小学数学小升初复习教案聚焦高斯求和专题,旨在帮助学生掌握等差数列求和的核心公式、解题技巧及实际应用。通过知识梳理构建首项、末项、项数等基础概念,典型例题突破连续自然数、奇偶数列、残缺数列等核心题型,配合跟踪训练巩固四步解题法,高频真题强化实战能力,形成系统复习体系。
亮点在于融合数学抽象与模型意识,如通过高斯童年巧算故事导入配对思想,设计“中项秒杀”专项训练培养运算能力,利用原木堆叠等生活应用题构建数列模型。设置易错点警示卡规避项数漏加1、求和漏除2等问题,不同梯度题型适配分层教学,助力学生高效突破计算模块,教师可依托真题精准把握考情,提升复习针对性。
内容正文:
小升初奥数培优讲义:高斯求和
[知识梳理+例题讲解+高频真题] 学习寄语
高斯求和是小升初奥数计算体系的基石专题,是所有数列巧算、规律计算、复杂简便运算的核心基础。相比于机械计算,高斯求和的本质是观察规律、转化思维、化繁为简,从高斯童年的巧算故事中,我们学到的不仅是一套计算公式,更是奥数核心的配对思维、整体思维、逆向思维。
本节课我们系统吃透了高斯求和全维度知识:熟练掌握基础配对原理、三大核心公式,攻克了自然数、奇偶数列、残缺数列、递减数列、应用题、分段综合压轴等全梯度题型,精准规避项数漏加1、求和漏除2、奇偶项混用公式等高频陷阱,掌握了常规计算、中项秒杀、整体作差等多种解题技巧,适配小升初所有考情。
高斯求和题型看似简单,却是区分普通计算和奥数思维的分水岭。学好本专题,不仅能快速秒杀各类数列计算题,稳稳拿下计算模块满分,更能为后续等差数列进阶、数论运算、图形规律、复杂应用题学习筑牢根基。希望同学们牢记解题口诀,活用四步解题法,摒弃死板的逐项累加,养成观察规律、巧用方法的奥数思维,在小升初培优冲刺中稳中求进、突破高分,从容应对各类名校考题!
知识梳理
一、专题定义与考情分析
高斯求和是小升初奥数计算模块核心基础、必考高频专题,也是小学阶段最经典的巧算方法。该专题源自数学家高斯的童年巧算故事,核心是利用首尾配对、和值相等的思维,快速计算有规律的等差数列总和,规避逐项累加的繁琐计算。
校内数学仅简单涉及少量连续自然数求和,奥数中高斯求和题型灵活、覆盖面广,是简便计算、数列求值、规律探究、应用题压轴的基础工具,同时是衔接初高中等差数列求和的前置核心知识,在小升初分班考、择校考、奥数竞赛中必考,属于必须满分的基础培优考点。
本专题核心本质:所有均匀递增/递减的有规律数列,首尾依次配对,每一组的和都相等,通过组数×每组和,快速求出数列总和。
小升初高频考查题型:连续自然数求和、连续奇偶数列求和、残缺截断数列求和、指定区间数列求和、奇数项中项秒杀求和、高斯求和生活应用题、多段混合数列综合求和。
二、高斯求和核心由来
数学家高斯小时候,老师布置计算题:,全班同学逐项累加计算,唯独高斯快速算出答案。他发现:首尾两两配对,,,……整列100个数,可配成50组相等的和,最终快速算出结果:,由此诞生经典的高斯求和法。
核心思维:配对思想,化繁为简、以组代项,是奥数核心巧算思维之一。
三、核心基础概念
1. 适用数列:所有等差数列(均匀增减、相邻两数差值恒定),小学阶段主要包含:连续自然数、连续奇数、连续偶数、固定公差的递增/递减数列。
2.四大核心要素
首项:数列的第一个数;末项:数列的最后一个数;
项数:数列中所有数字的总个数;每组和:首尾配对的固定和值。
四、三大万能核心公式(必背、直接套用)
结合高斯配对原理,总结小学奥数专属三大公式,覆盖所有题型:
1. 高斯求和万能公式(通用所有等差数列)
口诀:首尾相加乘个数,最后除以二
2. 项数求解公式(高频必考)
口诀:差值除以公差,结果再加一
备注:连续自然数公差为1,连续奇偶数列公差为2。
3. 奇数项专属秒杀公式(中项求和)
当数列项数为奇数时,无法全部两两配对,中间剩余1个单独数(中间项)
核心规律:奇数项等差数列,中间项=数列平均数,首尾配对和=2×中间项。
五、四类常见经典高斯求和模型
1. 连续自然数求和:1、2、3、4……n,公差d=1;
2. 连续偶数求和:2、4、6、8……,公差d=2;
3. 连续奇数求和:1、3、5、7……,公差d=2;
4. 固定公差数列求和:3、6、9、12……(公差3)、5、10、15……(公差5)等。
六、高频易错点汇总(避错必看)
1. 忘记求和公式除以2,导致结果翻倍,为最高频错误;
2. 项数计算忘记加1,少算数列首尾项,是易错重灾区;
3. 偶数项、奇数项混淆,盲目使用中项秒杀公式;
4. 非从1开始的残缺数列,错误默认首项为1,直接套用基础公式;
5. 递减数列不会识别,无法找准首项、末项、公差;
6. 混合数列无法拆分,不会分段使用高斯求和计算。
七、标准解题四步法(万能通用)
第一步:判规律:判断数列是否均匀增减,确定为等差数列,找准公差;
第二步:找四量:确定首项、末项,未知项数先套公式求出总项数;
第三步:选公式:偶数项用通用求和公式,奇数项优先中项秒杀公式;
第四步:算结果:规范计算,记得除以2,简单验算规避错误。
八、专题解题口诀
高斯求和巧配对,首尾相加恒相等;
先求项数勿忘一,求和乘半记心中;
奇数项数找中间,中项乘数速通关;
残段数列分开算,细心稳算得满分。
例题讲解
【典型例题1】基础高斯求和(从1开始连续自然数)
题目:计算
【分析】
基础入门题型,数列是从1开始的连续自然数,公差为1,已知首项、末项、项数,直接套用高斯通用求和公式即可快速计算,无需逐项累加。
【详解】
由题意得:首项=1,末项=50,项数=50
总和
【答案】
1275
【跟踪训练1】
题目:计算
【分析】
标准连续自然数求和,直接套用高斯求和公式,规范计算即可。
【详解】
总和
【答案】
820
【跟踪训练2】
题目:计算
【分析】
高斯经典原题,熟练运用配对求和公式,巩固基础方法。
【详解】
总和
【答案】
5050
【典型例题2】残缺数列求和(非从1开始,高频易错)
题目:计算
【分析】
小升初高频易错题型,数列不是从1开始,无法直接默认项数,需要先通过项数公式求出总项数,再代入高斯求和公式计算,核心规避项数估算错误。
【详解】
第一步:求项数,首项=12,末项=60,公差=1
项数
第二步:求和
总和
【答案】
1764
【跟踪训练1】
题目:计算
【分析】
残缺自然数数列,先求项数再求和,牢记项数公式加1。
【详解】
项数
总和
【答案】
1330
【跟踪训练2】
题目:计算
【分析】
熟练运用两步解题法,先定项数、再算总和,规避计算失误。
【详解】
项数
总和
【答案】
2610
【典型例题3】连续奇数、偶数专项求和
题目:计算
【分析】
连续偶数等差数列,公差为2,需先通过公差求出总项数,再套用高斯求和公式,区别于自然数公差为1的题型。
【详解】
首项=2,末项=48,公差=2
项数
总和
【答案】
600
【跟踪训练1】
题目:计算
【分析】
连续奇数数列,公差为2,先求项数,再用高斯公式求和。
【详解】
项数
总和
【答案】
400
【跟踪训练2】
题目:计算
【分析】
固定公差为6的等差数列,严格套用项数、求和双公式计算。
【详解】
项数
总和
【答案】
468
【典型例题4】奇数项中项秒杀求和(奥数速算技巧)
题目:计算
【分析】
本题数列共7项,为奇数项等差数列,无需通用公式,可使用中项定理秒杀:总和=中间项×项数,大幅简化计算,是奥数快速解题核心技巧。
【详解】
数列共7项,奇数项,中间项为第4项:9
总和
【答案】
63
【跟踪训练1】
题目:计算
【分析】
9项奇数数列,找准中间项,套用中项秒杀公式快速求和。
【详解】
中间项为第5项:14
总和
【答案】
126
【跟踪训练2】
题目:已知7个连续偶数的中间数为22,求这7个数的总和。
【分析】
无需知晓首尾项,直接利用奇数项高斯求和规律,中项×项数即可求解。
【详解】
总和
【答案】
154
【典型例题5】递减数列高斯求和(进阶题型)
题目:计算
【分析】
递减偶数数列,依旧属于等差数列,公差为-2,求和公式不变,只需找准最大数为首项、最小数为末项,先求项数再求和。
【详解】
首项=90,末项=2,公差=2
项数
总和
【答案】
2070
【跟踪训练1】
题目:计算
【分析】
递减自然数数列,规律与递增数列一致,直接套用高斯求和公式。
【详解】
总和
【答案】
1275
【跟踪训练2】
题目:计算
【分析】
公差为5的递减数列,先求项数,再代入通用公式求和。
【详解】
项数
总和
【答案】
600
【典型例题6】高斯求和生活应用题(分班考高频)
题目:一堆原木堆叠,最上层放4根,每往下一层多放1根,最底层放28根,这堆原木一共有多少根?
【分析】
经典高斯求和应用题,原木每层数量构成等差数列,首项4、末项28、公差1,先求层数(项数),再用高斯公式求总数量。
【详解】
第一步:求层数(项数):
第二步:求总根数:
【答案】
400根
【跟踪训练1】
题目:小明练习口算,第一天做15道题,之后每天比前一天多做3道,最后一天做36道,小明一共做了多少道题?
【分析】
每日做题数为等差数列,先求做题天数,再用高斯求和计算总题量。
【详解】
天数
总题数
【答案】
204道
【跟踪训练2】
题目:礼堂座位排布,第一排20个座位,每一排比前一排多2个,最后一排48个,求礼堂总座位数。
【分析】
等差数列实际应用,找准首项、末项、公差,分步计算求解。
【详解】
排数
总座位数
【答案】
510个
【典型例题7】综合压轴:分段高斯求和(名校择校考)
题目:计算
【分析】
小升初压轴题型,考察高斯求和综合运用,可分别求出两个数列的和,再做差;也可转化为残缺数列求和,两种方法均可。
【详解】
方法:转化为残缺数列求和,计算
项数
总和
【答案】
4230
【跟踪训练1】
题目:计算
【分析】
奇偶数列混合综合计算,分别用高斯公式求出奇数、偶数数列和,再求差值。
【详解】
奇数和:项数,和
偶数和:项数,和
原式
【答案】
25
【跟踪训练2】
题目:计算
【分析】
大数残缺数列求和,可利用整体作差法(1-200和减去1-100和)快速求解。
【详解】
和:
和:
原式
【答案】
15050
高频真题
1.从1至2020这2020个自然数中去掉5个相邻的偶数,剩下的数的平均数是1012,则所去掉的5个数的和是( )。
A.2020 B.2030 C.2040 D.2050
【答案】B
【分析】去掉的数的和=原来所有数的总和-剩下的数的总和。首先求出1至2020这2020个自然数的总和,然后根据剩下的数的平均数和个数求出剩下的数的总和,最后相减即可得到去掉的5个数的和。
【详解】求1至2020这2020个自然数的总和。
根据等差数列求和公式:总和=(首项+末项)项数2,即
剩下的数的个数:(个)
剩下的数的总和=
去掉的5个数的和:
2.小明在计算器上从1开始,按自然数的顺序做连加练习,当他加到某一数时,结果是1991,后来发现中间漏加了一个数,那么漏加的那个数是( )。
A.24 B.25 C.28 D.29
【答案】B
【分析】从1开始,按自然数的顺序做连加就是公差为1的等差数列求和,根据 等差数列的求和公式:Sn=(首项+末项)×项数÷2。即1+2+3+……+n=n(1+n)÷2,由于少加了一个数,最后的和应该大于1991,根据尝试计算,得出n=63,则连加到了63,其中漏加的数=加到63的和-1991。
【详解】1+2+3+……+n=n(1+n)÷2>1991
当n=62时,
62×(62+1)÷2
=62×63÷2
=31×63
=1953
当n=63时,
63×(63+1)÷2
=63×64÷2
=63×32
=2016
1953<1991<2016
2016-1991=25
则漏加的那个数是25。
故答案为:B
3.用表示数的小数部分,表示的整数部分。如,。若,,则( )。
A., B., C., D.,
【答案】B
【分析】根据题意,a+b的整数部分=15.3,所以a的小数部分是0.3;a的小数部分+b=7.8,其中a的小数部分是0.3,得出b的值,则b的整数部分是7,在得出a的值。
【详解】7.8-0.3=7.5
15.3-7=8.3
则a=8.3,b=7.5
故答案为:B
4.小明练习珠算,用,当加到某个数时,和是1300,验算时发现重复加了一个数,则重复加的数是( )。
A.15 B.25 C.35 D.45
【答案】B
【分析】因为重复加了一个数,所以实际的和没有到1300,采用尝试的方法,找到从1到多少的和接近1300,而和与1300的差就是重复加的那个数,由此解答即可。
【详解】(1+50)×50÷2
=51×50÷2
=1275;
1300-1275=25;
故答案为:B。
【点睛】本题有一定的难度,在计算这个算式时,可利用高斯求和公式完成(1+2+3+……+n=n(n+1)÷2),尝试找到1到多少的和接近1300是解答本题的关键。
5.德国数学家高斯在计算“1+2+3+…+98+99+100”时,他这样算:“1+100、2+99、3+98,……,共有50个101,用50×101=5050”。他这样算( )。
A.只用了加法交换律 B.只用了加法结合律
C.加法交换律和结合律都用了 D.用了加法和减法的关系
【答案】C
【分析】加法交换律是指两个加数相加,交换加数的位置,和不变;加法结合律三个加数无论谁和谁先相加,结果都一样,据此解答。
【详解】“1+100、2+99、3+98,……,共有50个101,用50×101=5050”。用了加法交换律与加法结合律使得计算简便,
故答案为:C
【点睛】本题考查加法结合律与加法交换律的认识,关键掌握加法运算律进行简便计算。
6.用100个盒子装杯子,每盒装的个数都不相同,并且盒盒不空,那么至少要用( )杯子.
A.100 B.500 C.1000 D.5050
【答案】D
【分析】用100个盒子装杯子,每盒装的个数都不相同,并且盒盒不空,所以又100种不同的装法,要求至少需要多少个杯子,那么可以从最少的个数装起:即每个 盒子里的杯子数分别为1、2、3、4、5、6…100,由此可得出所需要的杯子数为:1+2+3+4+5+…+100,利用高斯求和的方法即可解决问题.
【详解】需要的杯子数为:1+2+3+4+5+…+100,
=(1+100)×(100÷2),
=101×50,
=5050(个)
7.小猫咪咪第一天逮了1只老鼠,以后每天逮的老鼠都比前一天多1只,咪咪10天一共逮了( )只老鼠.
A.45 B.50 C.55 D.60
【答案】C
【分析】本题其实是一个计算从1加到10的求和问题,小猫咪咪十天中的捕鼠量是一个等差数列:1、2、3…10.将它们相加就 是:1+2+…+5+6+…+9+10.从中不难看出一个规律:1+10=2+9=3+8=4+7=5+6=11,5对得数是11的加数相加,加法就转换 为乘法问题,即11×5的问题.从而1到10相加的和可以速算为:11×5=55.由此得解,咪咪前后十天一共逮了55只老鼠.
【详解】咪咪十天的捕鼠量是:
1+2+3+4+5+6+7+8+9+10
=(1+10)+(2+9)+(3+8)+(4+7)+(5+6)
=11×5
=55;
答:咪咪前后十天一共逮了55只老鼠.
二、填空题
8.计算: ( )。
【答案】79
【分析】依据和的除法运算性质:若干个数分别除以同一个数,等于所有被除数相加后再除以这个除数。先把全部被除数求和,再用总和除以除数40。
通过观察,这些被除数相加,正好是一个首项为1,末项为79,公差是1的等差数列。用等差数列求和公式,求出被除数的总和。
【详解】1÷40+2÷40+⋯+78÷40+79÷40
=(1+2+3+…+79)÷40
=(1+79)×79÷2÷40
=80×79÷2÷40
=6320÷2÷40
=3160÷40
=79
9.有一列数:,每个数都写了次,当写到30时,数字“1”出现了( )次。
【答案】178
【分析】先找出1~30中所有带有“1”的数,然后根据“写了次”计算每个带“1”的数出现了多少次并将它们求和,对于“11”这种含有2个1的数要单独计算。
【详解】1~30中带有“1”的数有:1、10~19、21。
计算10~19中“1”出现的次数:
因为“写了次”,所以10写了10次,11写了11次,……,19写了19次。
根据高斯求和公式,这些数写的总次数为:
(10+19)×10÷2
=29×10÷2
=290÷2
=145(次)
其中11每出现一次有2个“1”,所以还要再加上11次:
145+11=156(次)
即10~19中“1”出现的次数为156次。
再加上1和21中的“1”出现的次数:
156+1+21=178(次)
数字“1”出现了178次。
10. ( )。
【答案】2040200
【分析】式子中每两个相邻的乘积项,都可以提取公因数,提取公因数后,式子会变成一个有规律的等差数列乘2,用等差数列求和公式求和,然后乘2即可。
【详解】
括号里是从1到2019的奇数等差数列,公差为
求这个等差数列的和:
11.王老师在黑板上写了若干个从1开始的连续自然数:1,2,3,4…然后擦去三个数(其中有两个质数),如果剩下的数的平均数是19,那么王老师在黑板上共写了( )个数,擦去的两个质数的和最大是( )。
【答案】 39 60
【分析】剩下数的平均数是,是分母为9的分数,说明剩下的个数一定是9的倍数。从1开始的连续自然数,平均数接近这些数中间的那个数,所以数的个数大概在20×2=40左右。先确定一共写了多少个数,再算出擦掉3个数的总和。再在范围内找两个质数,让其和尽可能大。
【详解】=
平均数=总和÷个数,所以剩下数的个数一定是9的倍数。
连续自然数1、2…n,平均数是,因为接近20,可以令,那么算出n=39
n=39时,与它最接近的9的倍数是36,正好是39擦去3个得到的,且1~39的平均数是20,与非常接近,所以王老师在黑板上共写了39个数。
1~39的总和为:
剩下36个数的总和为:×36=179×4=716
擦去的3个数的和为:780-716=64
找出1~39中所有的质数:2、3、5、7、11、13、17、19、23、29、31、37
在其中找出两个和最大且不超过64的质数为:23、37或29、31,两组数加起来都是60。
64-60=4,4不是质数,符合要求,所以擦去的两个质数的和最大是60。
【点睛】本题综合性极强,考察了多个知识点,如:平均数性质、分数整除、连续自然数求和、质数合数定义、最值思想等。关键在于弄明白“剩余数的个数一定是9的倍数”这一隐含条件,用平均数估值计算出总个数。
12.从1到40的自然数中,每次取出两个数,要使它们的和大于40,共有( )种取法。
【答案】400
【分析】先分析每次取出来的两个数中的较小数,当较小数取1时,另一个数必须取40,只有1种取法;当较小数取2时,另一个数可以取39、40,有2种取法;当较小数取3时,另一个数可以取38、39、40,有3种取法;以此类推,当取20时,另一个数可以取21、22、…、40,有20种取法;当较小数取21时,因为21是较小数,另一个数要比21大,所以另一个数可以取22、23、…、40,有19种取法;当较小数取22时,另一个数可以取23、24、…、40,有18种取法;以此类推,当取39时,另一个数只能取40,有1种取法;将这些取法相加,发现前半部分是首项1、末项20的等差数列,后半部分是首项1、末项19的等差数列,那么分别求出两个和,和=(首项+末项)×项数÷2,再将两个和相加。
【详解】1+2+3+4+……+19+20+19+18+17+……+1
=(1+2+3+4+……+19+20)+(19+18+17+……+1)
=(1+20)×20÷2+(19+1)×19÷2
=21×20÷2+20×19÷2
=420÷2+380÷2
=210+190
=400
所以共有400种取法。
13.数学家高斯小时候在学习时发现一个有趣的数列:1,3,6,10,15,21,28,……,这个数列中的第20个数是( )。
【答案】210
【分析】先看这个数列,第1个数是1,第2个数是1+2=3,第3个数是1+2+3=6,第4个数是1+2+3+4=10,以此类推,得到的规律是这个数列的第几个数,就是从1连续加到这个“几”的和,因此这个数列中的第20个数就是1+2+3+4+……+19+20的和,根据等差数列求和公式“和=(首项+末项)×项数÷2”即可解决。
【详解】1+2+3+4+……+19+20
=(1+20)×20÷2
=21×20÷2
=420÷2
=210
这个数列中的第20个数是210。
14.190表示成10个连续偶数的和,其中最大的偶数是( )。
【答案】28
【分析】连续10个偶数是公差为2的一个等差数列,最大数和最小数相差2×(10-1)=18,设最小的数为x,则最大的数为(x+18),已知10个连续偶数的和,根据等差数列和=(首项+末项)×项数÷2,把对应量代入公式解方程即可求解。
【详解】(10-1)×2=18
设10个连续偶数中最小的数为x,则最大数为(x+18)
[x+(x+18)]×10÷2=190
[2x+18]×10÷2=190
2x+18=190×2÷10
2x+18=38
2x=20
x=10
10+18=28
其中最大的偶数为28
【点睛】本题重点考查等差数列求和的应用,通过项数找到最大值与最小值的关系,结合方程思想求解。
15.用20个盒子装乒乓球,要求每个盒子里的乒乓球数目都不相同,且每个盒子都不能为空,那么至少需要________个乒乓球。
【答案】
210
【分析】要满足每个盒子里的乒乓球数目不同且不为空,最少的总数应为从1开始的连续自然数之和。即第1个盒子放1个,第2个放2个,依此类推,直到第20个盒子放20个。然后再利用等差数列求和公式计算即可解决。
【详解】
因此至少需要210个乒乓球。
16.从12开始的10个连续整数的和加上2010后所得的数恰好等于另外10个连续整数的和,另外10个连续整数中最大的数是_________。
【答案】222
【分析】先计算出从12开始的10个连续整数的和:12+13+14+…+21=165;再计算165+2010=2175;而2175÷10=217.5,所以10个连续自然数中间的两个数分别是217,218;由此求出另外10个连续自然数中最大的数。
【详解】12+13+14+…+21
=(12+21)×10÷2
=33×10÷2
=165
165+2010=2175
2175÷10=217.5
则10个连续自然数中间的两个数分别是217,218;
据此可知,这10个连续自然数为:213,214,215,216,217,218,219,220,221,222;最大的是222。
即,从12开始的10个连续整数的和加上2010后所得的数恰好等于另外10个连续整数的和,另外10个连续整数中最大的数是222。
17.妈妈选择两家超市上班。甲超市每月工资450元,乙超市工资头个月200元,以后每个月增加50元,如果都签工作一年的合同,妈妈选择_________超市一年得到的工资多。
【答案】乙
【分析】甲超市一年得到的工资直接是450乘12,乙超市一年得到的工资是200+250+300+…相当于是等差数列求和,分别求出具体的数值,再进行比较。
【详解】
5700>5400,选择乙超市一年得到的工资多。
【点睛】本题考查的是等差数列的求和,等差数列的和=(首项+末项)×项数÷2。
18.套娃是俄罗斯的一种民间工艺品。大套娃里面有小套娃,小套娃里面还有更小的套娃。现在有一个特产商店里出售这种六重套娃,一整套套娃的价格是8700元,当然也可以单卖,而且相邻大、小套娃的差价是300元。那么,在这六重套娃之中,最小的套娃要卖_______元钱。
【答案】700
【分析】六重套娃差价是300元,构成公差是300的等差数列,且这6个数之和是8700,可以设最小的价钱是未知数,表示出各个套娃的价钱,列方程求解。
【详解】解:设最小的套娃要卖x元钱;
【点睛】只要理解了各个套娃的价钱构成等差数列,这个问题就比较容易解决了。
19.用2016个盒子装纸杯,要求这些盒子都不是空盒,且每个盒子装的纸杯只数都是偶数并互不相同.那么至少有( )个纸杯.
【答案】4066272
【解析】略
20.雅雅家住平安街,礼礼向她打听:“雅雅,你家门牌是几号?”“我住的那条街的各家门牌号从1开始,除我家外,其余各家门牌号加起来恰好等于10000.”雅雅回答说.那么雅雅家住________ 号.
【答案】11
【分析】根据题意,雅雅家所在的平安街所有各家门牌号之和应大于10000,找出连续自然数相加大于10000的最小和,再减去10000即可解答.
【详解】140家门牌号码之和为:1+2+3+…+140=(1+140)×140÷2=9870,这个数小于10000,不符合题意;
141家门牌号数之和为10011,雅雅家门牌号数是10011﹣10000=11(号);
142家的门牌号之和为10153,雅雅家的门牌号是10153﹣10000=153(号),这里我们设定是142家,而由题意可知:142家不会有一家的门牌号是153,即这是不可能的;
当设定有142家以上时,也会出现这种矛盾,所以平安街只能有141家,雅雅家门牌号一定是11号.
答:雅雅家门牌号是11号.
三、计算题
21.计算:(1)+(12)+(13)+……+(110)
【答案】
【分析】去掉括号后,利用加法交换律,将10个1相加,剩下的项相加,而剩下的10项分别是的1倍,2倍,3倍,……,10倍,所以提取,利用乘法分配律进行巧算,最后将这两组的和相加得到原式的结果。
【详解】
22.计算:1
【答案】2021055
【分析】通过观察,把分母相同的分数加起来,得数分别是1,2,3,…,2010,然后利用高斯求和公式计算结果。
【详解】原式
=1+2+3+…+2010
=(1+2010)×2010÷2
=2011×2010÷2
=2021055
23.计算。
1+++…+20
【答案】214.2
【分析】观察数据发现这是一个等差数列求和,因此可以利用等差数列求和公式“和=(首项+末项)×项数÷2”进行简便计算。
【详解】1+++…+20
24.计算。
+++…+---…-
【答案】0
【分析】根据加法结合律和减法的性质,可以将原式转换为:,然后再利用等差数列求和公式“和=(首项+末项)×项数÷2”分别计算出结果再作差即可完成计算。
【详解】+++…+---…-
25.计算。
【答案】4950
【分析】通过观察可以发现,这里是连续的99个数相加,即构成一个公差为“1”的等差数列,这个等差数列首项为1,末项为99,项数为99,然后根据等差数列求和公式来进行计算即可。等差数列求和公式:和=(首项+末项)×项数÷2
【详解】1+2+3+4+5+6+…+95+96+97+98+99
=(1+99)×99÷2
=100×99÷2
=9900÷2
=4950
26.简便计算。
【答案】10000
【分析】通过首尾相加,可得、…、50,一共有49个100和1个50,也就是99个50,据此化为99个50相加,用乘法即可求解;原式相当于2个相加再加上100,据此代入计算即可。
【详解】
【点睛】本题考查了整数加法的巧算,仔细观察,找到规律是解决本题的关键。
四、解答题
27.一个盒子里放有8个球,一位魔术师第一次从盒子里拿出1个球,将它变成5个球后放回盒子里;第二次又从盒子里拿出2个球,将每个球变成5个球后放回盒子里,……,第九次从盒子里拿出9个球,将每个球变成5个球后放回盒子里,这时盒子里一共有多少个球?
【答案】
188个
【分析】由题意可知,魔术师如果每次从盒子里拿出n个球,则会将它变成5n个球后放回盒子里,相当于每次净增加4n个球。然后根据第一次从盒子里拿出1个球,第二次又从盒子里拿出2个球,……,第九次从盒子里拿出9个球,因此可以先求出一共拿出的球的总数为:(个),即增加的球得个数为:(个)。最后再加上盒子里面原来的球的个数,据此即可求出这时盒子里一共有多少个球。
【详解】
(个)
答:这时盒子里一共有188个球。
28.aΩb为a与b之间(包含a,b)所有与a奇偶性相同的自然数的平均数,例如:7Ω14=(7+9+11+13)÷4=10,18Ω10=(18+16+14+12+10)÷5=14。
(1)计算:10Ω19;
(2)在算式□Ω(19Ω99)=80的方框中填入恰当的自然数后可使等式成立,请问:□所填的数是什么?
【答案】(1)
14
(2)
□=101或□=100。
【分析】(1)根据aΩb为a与b之间(包含a,b)所有与a奇偶性相同的自然数的平均数,可知计算10Ω19先找出10到19之间的所有偶数,再利用平均数公式(总和÷个数)进行计算即可。
(2)根据定义先计算括号内的19Ω99。确定19为奇数,找出19到99之间的奇数平均数。得到结果后,原式转化为。由于的奇偶性未知,且决定了参与运算的数列构成,需分类讨论为奇数和为偶数两种情况。利用平均数性质列方程求解,并验证解是否符合奇偶性假设。
【详解】(1)(10+12+14+16+18)÷5
=70÷5
=14
所以, 。
(2)从1999中所有奇数的个数为:(99-19)÷2+1
=80÷2+1
=40+1
=41
19Ω99=(19+21+23+25++97+99)÷41
=(19+99)×41÷2÷41
=118÷2
=59
设方框中填入的自然数为 x,即 。
① 当为奇数时:
与 59 奇偶性相同,参与运算的数为到59之间(包含 )的所有奇数。
总和为等差数列的和=(首项+末项)×项数÷2,平均数=总和÷项数=(首项+末项)×项数÷2÷项数=(首项+末项)÷2
101 是奇数,符合假设。
② 当x为偶数时:59<80,则x>80,
x与 59 奇偶性不同,参与运算的数为x到59之间(包含x)的所有偶数。
与 59 最接近且大于59的偶数是60,所以参与运算的偶数序列为60到x。
100是偶数,符合假设。
综上所述,所填的数是100或101。
29.我校举行联欢会,会场第一排摆了5把椅子,从第二排起,每一排都比前一排多2把椅子,一共6排。准备50把椅子,够吗?
第一排
5把
【答案】
不够
【分析】根据从第二排起,每一排都比前一排多2把椅子,一共6排,先把每排的椅子数量求出来,然后进行求和,最后与50比较大小,即可知道50把椅子够不够。
【详解】如图:
第一排
5把
第二排
7把
第三排
9把
第四排
11把
第五排
13把
第六排
15把
(把)
答:准备50把椅子,不够。
30.优优学习英语单词,第一天学会了6个,以后每天都比前一天多学会1个,最后一天学会了14个。优优这些天一共学会了多少个单词?
【答案】90个
【分析】根据第一天学会了6个,以后每天都比前一天多学会1个,则学的单词的个数分别为6、7、8、…、14,然后将这些单词的个数相加即可。单词的个数是一串等差数列,利用等差数列求和公式Sn=(首项+末项)×项数÷2计算总共学的单词。
【详解】6+7+8+9+10+11+12+13+14
=(6+14)×9÷2
=20×9÷2
=10×9
=90
答:优优这些天一共学会了90个单词。
31.从1开始的若干个连续奇数:1,3,5,7,…从中擦去一个奇数后,剩下的所有奇数之和为2008,擦去的奇数是多少?
【答案】擦去的奇数是17
【详解】试题分析:从1开始的若干个连续的奇数为等差数列,因为擦去其中的一个奇数以后,剩下的所有奇数之和为2008,则此等差数列的和为奇数,奇数数列从1加到2n﹣1的和据高斯求和公式可表示为:(1+2n﹣1)×n÷2=n2>2008,又因为442=1936<2008,452=2025>2008;所以n=45,擦去的奇数是2025﹣2008=17.
解答:解:奇数数列从1加到2n﹣1的和为:
(1+2n﹣1)×n÷2=n2>2008,
又因为442=1936<1998,452=2025>2008;
所以n=45,擦去的奇数是2025﹣2008=17.
答:擦去的奇数是17.
点评:考查了数字和问题,本题要在了解高斯求和公式的基础分析完成.
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小升初奥数培优讲义:高斯求和
[知识梳理+例题讲解+高频真题] 学习寄语
高斯求和是小升初奥数计算体系的基石专题,是所有数列巧算、规律计算、复杂简便运算的核心基础。相比于机械计算,高斯求和的本质是观察规律、转化思维、化繁为简,从高斯童年的巧算故事中,我们学到的不仅是一套计算公式,更是奥数核心的配对思维、整体思维、逆向思维。
本节课我们系统吃透了高斯求和全维度知识:熟练掌握基础配对原理、三大核心公式,攻克了自然数、奇偶数列、残缺数列、递减数列、应用题、分段综合压轴等全梯度题型,精准规避项数漏加1、求和漏除2、奇偶项混用公式等高频陷阱,掌握了常规计算、中项秒杀、整体作差等多种解题技巧,适配小升初所有考情。
高斯求和题型看似简单,却是区分普通计算和奥数思维的分水岭。学好本专题,不仅能快速秒杀各类数列计算题,稳稳拿下计算模块满分,更能为后续等差数列进阶、数论运算、图形规律、复杂应用题学习筑牢根基。希望同学们牢记解题口诀,活用四步解题法,摒弃死板的逐项累加,养成观察规律、巧用方法的奥数思维,在小升初培优冲刺中稳中求进、突破高分,从容应对各类名校考题!
知识梳理
一、专题定义与考情分析
高斯求和是小升初奥数计算模块核心基础、必考高频专题,也是小学阶段最经典的巧算方法。该专题源自数学家高斯的童年巧算故事,核心是利用首尾配对、和值相等的思维,快速计算有规律的等差数列总和,规避逐项累加的繁琐计算。
校内数学仅简单涉及少量连续自然数求和,奥数中高斯求和题型灵活、覆盖面广,是简便计算、数列求值、规律探究、应用题压轴的基础工具,同时是衔接初高中等差数列求和的前置核心知识,在小升初分班考、择校考、奥数竞赛中必考,属于必须满分的基础培优考点。
本专题核心本质:所有均匀递增/递减的有规律数列,首尾依次配对,每一组的和都相等,通过组数×每组和,快速求出数列总和。
小升初高频考查题型:连续自然数求和、连续奇偶数列求和、残缺截断数列求和、指定区间数列求和、奇数项中项秒杀求和、高斯求和生活应用题、多段混合数列综合求和。
二、高斯求和核心由来
数学家高斯小时候,老师布置计算题:,全班同学逐项累加计算,唯独高斯快速算出答案。他发现:首尾两两配对,,,……整列100个数,可配成50组相等的和,最终快速算出结果:,由此诞生经典的高斯求和法。
核心思维:配对思想,化繁为简、以组代项,是奥数核心巧算思维之一。
三、核心基础概念
1. 适用数列:所有等差数列(均匀增减、相邻两数差值恒定),小学阶段主要包含:连续自然数、连续奇数、连续偶数、固定公差的递增/递减数列。
2.四大核心要素
首项:数列的第一个数;末项:数列的最后一个数;
项数:数列中所有数字的总个数;每组和:首尾配对的固定和值。
四、三大万能核心公式(必背、直接套用)
结合高斯配对原理,总结小学奥数专属三大公式,覆盖所有题型:
1. 高斯求和万能公式(通用所有等差数列)
口诀:首尾相加乘个数,最后除以二
2. 项数求解公式(高频必考)
口诀:差值除以公差,结果再加一
备注:连续自然数公差为1,连续奇偶数列公差为2。
3. 奇数项专属秒杀公式(中项求和)
当数列项数为奇数时,无法全部两两配对,中间剩余1个单独数(中间项)
核心规律:奇数项等差数列,中间项=数列平均数,首尾配对和=2×中间项。
五、四类常见经典高斯求和模型
1. 连续自然数求和:1、2、3、4……n,公差d=1;
2. 连续偶数求和:2、4、6、8……,公差d=2;
3. 连续奇数求和:1、3、5、7……,公差d=2;
4. 固定公差数列求和:3、6、9、12……(公差3)、5、10、15……(公差5)等。
六、高频易错点汇总(避错必看)
1. 忘记求和公式除以2,导致结果翻倍,为最高频错误;
2. 项数计算忘记加1,少算数列首尾项,是易错重灾区;
3. 偶数项、奇数项混淆,盲目使用中项秒杀公式;
4. 非从1开始的残缺数列,错误默认首项为1,直接套用基础公式;
5. 递减数列不会识别,无法找准首项、末项、公差;
6. 混合数列无法拆分,不会分段使用高斯求和计算。
七、标准解题四步法(万能通用)
第一步:判规律:判断数列是否均匀增减,确定为等差数列,找准公差;
第二步:找四量:确定首项、末项,未知项数先套公式求出总项数;
第三步:选公式:偶数项用通用求和公式,奇数项优先中项秒杀公式;
第四步:算结果:规范计算,记得除以2,简单验算规避错误。
八、专题解题口诀
高斯求和巧配对,首尾相加恒相等;
先求项数勿忘一,求和乘半记心中;
奇数项数找中间,中项乘数速通关;
残段数列分开算,细心稳算得满分。
例题讲解
【典型例题1】基础高斯求和(从1开始连续自然数)
题目:计算
【分析】
基础入门题型,数列是从1开始的连续自然数,公差为1,已知首项、末项、项数,直接套用高斯通用求和公式即可快速计算,无需逐项累加。
【详解】
由题意得:首项=1,末项=50,项数=50
总和
【答案】
1275
【跟踪训练1】
题目:计算
【跟踪训练2】
题目:计算
【典型例题2】残缺数列求和(非从1开始,高频易错)
题目:计算
【分析】
小升初高频易错题型,数列不是从1开始,无法直接默认项数,需要先通过项数公式求出总项数,再代入高斯求和公式计算,核心规避项数估算错误。
【详解】
第一步:求项数,首项=12,末项=60,公差=1
项数
第二步:求和
总和
【答案】
1764
【跟踪训练1】
题目:计算
【跟踪训练2】
题目:计算
【典型例题3】连续奇数、偶数专项求和
题目:计算
【分析】
连续偶数等差数列,公差为2,需先通过公差求出总项数,再套用高斯求和公式,区别于自然数公差为1的题型。
【详解】
首项=2,末项=48,公差=2
项数
总和
【答案】
600
【跟踪训练1】
题目:计算
【跟踪训练2】
题目:计算
【典型例题4】奇数项中项秒杀求和(奥数速算技巧)
题目:计算
【分析】
本题数列共7项,为奇数项等差数列,无需通用公式,可使用中项定理秒杀:总和=中间项×项数,大幅简化计算,是奥数快速解题核心技巧。
【详解】
数列共7项,奇数项,中间项为第4项:9
总和
【答案】
63
【跟踪训练1】
题目:计算
【跟踪训练2】
题目:已知7个连续偶数的中间数为22,求这7个数的总和。
【典型例题5】递减数列高斯求和(进阶题型)
题目:计算
【分析】
递减偶数数列,依旧属于等差数列,公差为-2,求和公式不变,只需找准最大数为首项、最小数为末项,先求项数再求和。
【详解】
首项=90,末项=2,公差=2
项数
总和
【答案】
2070
【跟踪训练1】
题目:计算
【跟踪训练2】
题目:计算
【典型例题6】高斯求和生活应用题(分班考高频)
题目:一堆原木堆叠,最上层放4根,每往下一层多放1根,最底层放28根,这堆原木一共有多少根?
【分析】
经典高斯求和应用题,原木每层数量构成等差数列,首项4、末项28、公差1,先求层数(项数),再用高斯公式求总数量。
【详解】
第一步:求层数(项数):
第二步:求总根数:
【答案】
400根
【跟踪训练1】
题目:小明练习口算,第一天做15道题,之后每天比前一天多做3道,最后一天做36道,小明一共做了多少道题?
【跟踪训练2】
题目:礼堂座位排布,第一排20个座位,每一排比前一排多2个,最后一排48个,求礼堂总座位数。
【典型例题7】综合压轴:分段高斯求和(名校择校考)
题目:计算
【分析】
小升初压轴题型,考察高斯求和综合运用,可分别求出两个数列的和,再做差;也可转化为残缺数列求和,两种方法均可。
【详解】
方法:转化为残缺数列求和,计算
项数
总和
【答案】
4230
【跟踪训练1】
题目:计算
【跟踪训练2】
题目:计算
高频真题
1.从1至2020这2020个自然数中去掉5个相邻的偶数,剩下的数的平均数是1012,则所去掉的5个数的和是( )。
A.2020 B.2030 C.2040 D.2050
2.小明在计算器上从1开始,按自然数的顺序做连加练习,当他加到某一数时,结果是1991,后来发现中间漏加了一个数,那么漏加的那个数是( )。
A.24 B.25 C.28 D.29
3.用表示数的小数部分,表示的整数部分。如,。若,,则( )。
A., B., C., D.,
4.小明练习珠算,用,当加到某个数时,和是1300,验算时发现重复加了一个数,则重复加的数是( )。
A.15 B.25 C.35 D.45
5.德国数学家高斯在计算“1+2+3+…+98+99+100”时,他这样算:“1+100、2+99、3+98,……,共有50个101,用50×101=5050”。他这样算( )。
A.只用了加法交换律 B.只用了加法结合律
C.加法交换律和结合律都用了 D.用了加法和减法的关系
6.用100个盒子装杯子,每盒装的个数都不相同,并且盒盒不空,那么至少要用( )杯子.
A.100 B.500 C.1000 D.5050
7.小猫咪咪第一天逮了1只老鼠,以后每天逮的老鼠都比前一天多1只,咪咪10天一共逮了( )只老鼠.
A.45 B.50 C.55 D.60
二、填空题
8.计算: ( )。
9.有一列数:,每个数都写了次,当写到30时,数字“1”出现了( )次。
10. ( )。
11.王老师在黑板上写了若干个从1开始的连续自然数:1,2,3,4…然后擦去三个数(其中有两个质数),如果剩下的数的平均数是19,那么王老师在黑板上共写了( )个数,擦去的两个质数的和最大是( )。
12.从1到40的自然数中,每次取出两个数,要使它们的和大于40,共有( )种取法。
13.数学家高斯小时候在学习时发现一个有趣的数列:1,3,6,10,15,21,28,……,这个数列中的第20个数是( )。
14.190表示成10个连续偶数的和,其中最大的偶数是( )。
15.用20个盒子装乒乓球,要求每个盒子里的乒乓球数目都不相同,且每个盒子都不能为空,那么至少需要________个乒乓球。
16.从12开始的10个连续整数的和加上2010后所得的数恰好等于另外10个连续整数的和,另外10个连续整数中最大的数是_________。
17.妈妈选择两家超市上班。甲超市每月工资450元,乙超市工资头个月200元,以后每个月增加50元,如果都签工作一年的合同,妈妈选择_________超市一年得到的工资多。
18.套娃是俄罗斯的一种民间工艺品。大套娃里面有小套娃,小套娃里面还有更小的套娃。现在有一个特产商店里出售这种六重套娃,一整套套娃的价格是8700元,当然也可以单卖,而且相邻大、小套娃的差价是300元。那么,在这六重套娃之中,最小的套娃要卖_______元钱。
19.用2016个盒子装纸杯,要求这些盒子都不是空盒,且每个盒子装的纸杯只数都是偶数并互不相同.那么至少有( )个纸杯.
20.雅雅家住平安街,礼礼向她打听:“雅雅,你家门牌是几号?”“我住的那条街的各家门牌号从1开始,除我家外,其余各家门牌号加起来恰好等于10000.”雅雅回答说.那么雅雅家住________ 号.
三、计算题
21.计算:(1)+(12)+(13)+……+(110)
22.计算:1
23.计算。
1+++…+20
24.计算。
+++…+---…-
25.计算。
26.简便计算。
四、解答题
27.一个盒子里放有8个球,一位魔术师第一次从盒子里拿出1个球,将它变成5个球后放回盒子里;第二次又从盒子里拿出2个球,将每个球变成5个球后放回盒子里,……,第九次从盒子里拿出9个球,将每个球变成5个球后放回盒子里,这时盒子里一共有多少个球?
28.aΩb为a与b之间(包含a,b)所有与a奇偶性相同的自然数的平均数,例如:7Ω14=(7+9+11+13)÷4=10,18Ω10=(18+16+14+12+10)÷5=14。
(1)计算:10Ω19;
(2)在算式□Ω(19Ω99)=80的方框中填入恰当的自然数后可使等式成立,请问:□所填的数是什么?
29.我校举行联欢会,会场第一排摆了5把椅子,从第二排起,每一排都比前一排多2把椅子,一共6排。准备50把椅子,够吗?
第一排
5把
30.优优学习英语单词,第一天学会了6个,以后每天都比前一天多学会1个,最后一天学会了14个。优优这些天一共学会了多少个单词?
31.从1开始的若干个连续奇数:1,3,5,7,…从中擦去一个奇数后,剩下的所有奇数之和为2008,擦去的奇数是多少?
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