内容正文:
奥数培优讲义
第7讲 等差数列入门
【考点梳理+例题讲解+提升练习+模拟赛场】
考点梳理
1. 什么是等差数列
一列数中,从第 2 项开始,每一项与它前面一项的差都相等,这样的数列叫做等差数列,这个相等的差叫做公差(常用字母 d 表示)。例如:1、3、5、7、9……相邻两数的差都是 2,就是公差为 2 的等差数列。
2. 基本概念
(1) 项:数列中的每一个数,第几个数就叫第几项。
(2) 首项:数列开头的第一项(常用 a₁ 表示)。
(3) 末项:数列最后的一项。
(4) 公差:相邻两项的差(常用 d 表示)。
(5) 项数:这个数列一共有多少个数(常用 n 表示)。
3. 通项公式(求某一项)
末项 = 首项 +(项数 − 1)× 公差
即:
口诀:第几项 = 首项 +(第几 − 1)× 公差。要算后面第 n 项,先数它从首项往后跳了几格,跳的格数等于(项数 − 1)。
4. 项数公式(求一共有几项)
项数 =(末项 − 首项)÷ 公差 + 1
即:
先算出从首项到末项一共跳了多少,除以公差得到格数,再加回第一项。
5. 求和公式(高斯求和)
总和 =(首项 + 末项)× 项数 ÷ 2
即:
原理:首尾配对,首项 + 末项、第 2 项 + 倒数第 2 项……每对和都相等,一共能配成(项数 ÷ 2)对。
6. 三个公式的关系
(1) 知道首项、公差、项数,可求末项、求和;
(2) 知道首项、末项、公差,可求项数、求和;
(3) 三个公式里知二求其余,做题时先写清楚已知哪些量,再选公式。
7. 常见坑总结
(1) 求第 n 项时忘记“减 1”,直接用项数乘公差;
(2) 求项数时忘记“加 1”,算完格数不加回第一项;
(3) 求和时只乘了项数却忘了除以 2;
(4) 公差为 0 或出现跳跃时不判断是否为等差数列就硬套公式。
例题讲解
【典型例题 1】(求公差与末项)
等差数列:3、7、11、15……求公差是多少?这个数列的第 10 项是多少?
【跟踪训练 1】
等差数列:5、8、11、14……求这个数列的第 15 项是多少?
【典型例题 2】(求项数)
等差数列:2、6、10、14……58,这个数列一共有多少项?
【跟踪训练 2】
等差数列:4、9、14、19……79,这个数列一共有多少项?
【典型例题 3】(高斯求和)
计算:1 + 2 + 3 + …… + 99 + 100 的和。
【跟踪训练 3】
计算:1 + 3 + 5 + 7 + …… + 49 的和。
【典型例题 4】(逆向求项数与和)
一个等差数列,首项是 8,公差是 5,末项是 58。求这个数列的项数以及所有项的和。
【跟踪训练 4】
一个等差数列,首项是 12,末项是 48,公差是 6。求这个数列的项数以及各项的和。
【典型例题 5】(奥数:已知项数与首项求总和)
一个等差数列共有 9 项,首项是 6,公差是 3,求这 9 项的总和。
【跟踪训练 5】
一个等差数列共有 8 项,首项是 5,末项是 40。求公差以及各项的总和。
【典型例题 6】(生活应用:堆放木料)
工人把一批圆木堆放起来,最下面一层放了 5 根,往上每层少 1 根,最上面一层放了 1 根。这批圆木一共有多少根?
【跟踪训练 6】
一堆钢管,最上面一层放了 2 根,最下面一层放了 8 根,每层相差 1 根。这堆钢管一共有多少根?
提升练习
第 1 题
等差数列:4,9,14,19,……,这个数列的公差是多少?第 12 项是多少?
第 2 题
等差数列:6,13,20,27,……,求这个数列第 18 项。
第 3 题
等差数列:5,12,19,26,……,89,这个数列一共有多少项?
第 4 题
等差数列:7,11,15,19,……,71,这个数列一共有多少项?
第 5 题
计算:2 + 4 + 6 + 8 + …… + 56
第 6 题
计算:5 + 10 + 15 + 20 + …… + 70
第 7 题
一个等差数列,首项是 9,公差是 4,末项是 61,求项数以及数列总和。
第 8 题
一个等差数列,首项是 14,公差是 5,末项是 64,求项数与总和。
第 9 题
一个等差数列一共有 10 项,首项是 7,公差是 4,求末项以及全部数的和。
第 10 题
一个等差数列一共有 12 项,首项是 8,公差是 3,求末项与总和。
第 11 题
等差数列:11,16,21,26,……,第 20 项是多少?
第 12 题
计算:3 + 7 + 11 + 15 + …… + 75
第 13 题
一堆钢管,最上层有 3 根,最下层有 11 根,相邻两层相差 1 根,这堆钢管一共有多少根?
第 14 题
圆木堆,顶层 4 根,底层 12 根,每层相差 1 根,一共有多少根圆木?
第 15 题
等差数列:18,25,32,39,……,88,一共有多少项?
第 16 题
一个等差数列一共 15 项,末项是 64,首项是 8,求公差和总和。
第 17 题
计算:12 + 14 + 16 + …… + 40
第 18 题
等差数列:20,27,34,41,……,第 14 项是多少?
第 19 题
一个等差数列,首项是 6,公差是 7,末项是 83,求项数以及总和。
第 20 题
一堆砖块,第一层放 5 块,往后每一层多放 2 块,最后一层放 23 块,一共有多少块砖?
模拟赛场
【奥数题1】有一个等差数列,第 4 项是 22,第 7 项是 34。求这个数列的公差、首项,再求出它的第 15 项。
【奥数题2】计算:1 + 2 + 3 + 4 + …… + 99 −(2 + 4 + 6 + …… + 98)
【奥数题3】小明看一本书,第一天看 12 页,从第二天开始,每天比前一天多看 3 页,最后一天看 39 页刚好看完。小明一共看了多少天?这本书一共有多少页?
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第7讲 等差数列入门
【考点梳理+例题讲解+提升练习+模拟赛场】
考点梳理
1. 什么是等差数列
一列数中,从第 2 项开始,每一项与它前面一项的差都相等,这样的数列叫做等差数列,这个相等的差叫做公差(常用字母 d 表示)。例如:1、3、5、7、9……相邻两数的差都是 2,就是公差为 2 的等差数列。
2. 基本概念
(1) 项:数列中的每一个数,第几个数就叫第几项。
(2) 首项:数列开头的第一项(常用 a₁ 表示)。
(3) 末项:数列最后的一项。
(4) 公差:相邻两项的差(常用 d 表示)。
(5) 项数:这个数列一共有多少个数(常用 n 表示)。
3. 通项公式(求某一项)
末项 = 首项 +(项数 − 1)× 公差
即:
口诀:第几项 = 首项 +(第几 − 1)× 公差。要算后面第 n 项,先数它从首项往后跳了几格,跳的格数等于(项数 − 1)。
4. 项数公式(求一共有几项)
项数 =(末项 − 首项)÷ 公差 + 1
即:
先算出从首项到末项一共跳了多少,除以公差得到格数,再加回第一项。
5. 求和公式(高斯求和)
总和 =(首项 + 末项)× 项数 ÷ 2
即:
原理:首尾配对,首项 + 末项、第 2 项 + 倒数第 2 项……每对和都相等,一共能配成(项数 ÷ 2)对。
6. 三个公式的关系
(1) 知道首项、公差、项数,可求末项、求和;
(2) 知道首项、末项、公差,可求项数、求和;
(3) 三个公式里知二求其余,做题时先写清楚已知哪些量,再选公式。
7. 常见坑总结
(1) 求第 n 项时忘记“减 1”,直接用项数乘公差;
(2) 求项数时忘记“加 1”,算完格数不加回第一项;
(3) 求和时只乘了项数却忘了除以 2;
(4) 公差为 0 或出现跳跃时不判断是否为等差数列就硬套公式。
例题讲解
【典型例题 1】(求公差与末项)
等差数列:3、7、11、15……求公差是多少?这个数列的第 10 项是多少?
【详解】公差 d = 7 − 3 = 4(相邻两项差相等)。
第 10 项 = 首项 +(10 − 1)× 公差 = 3 + 9 × 4 = 3 + 36 = 39。
答:公差是 4,第 10 项是 39。
【答案】公差 4,第 10 项 39
【跟踪训练 1】
等差数列:5、8、11、14……求这个数列的第 15 项是多少?
【详解】公差 d = 8 − 5 = 3。
第 15 项 = 5 +(15 − 1)× 3 = 5 + 14 × 3 = 5 + 42 = 47。
答:第 15 项是 47。
【答案】47
【典型例题 2】(求项数)
等差数列:2、6、10、14……58,这个数列一共有多少项?
【详解】首项 2,末项 58,公差 d = 6 − 2 = 4。
项数 =(末项 − 首项)÷ 公差 + 1 =(58 − 2)÷ 4 + 1 = 56 ÷ 4 + 1 = 14 + 1 = 15。
答:这个数列一共有 15 项。
【答案】15 项
【跟踪训练 2】
等差数列:4、9、14、19……79,这个数列一共有多少项?
【详解】首项 4,末项 79,公差 d = 9 − 4 = 5。
项数 =(79 − 4)÷ 5 + 1 = 75 ÷ 5 + 1 = 15 + 1 = 16。
答:这个数列一共有 16 项。
【答案】16 项
【典型例题 3】(高斯求和)
计算:1 + 2 + 3 + …… + 99 + 100 的和。
【详解】这是一个首项 1、末项 100、公差 1、项数 100 的等差数列。
项数 = 100(从 1 到 100 共 100 个数)。
和 =(首项 + 末项)× 项数 ÷ 2 =(1 + 100)× 100 ÷ 2 = 101 × 50 = 5050。
答:它们的和是 5050。
【答案】5050
【跟踪训练 3】
计算:1 + 3 + 5 + 7 + …… + 49 的和。
【详解】首项 1,末项 49,公差 2。
项数 =(49 − 1)÷ 2 + 1 = 24 + 1 = 25。
和 =(1 + 49)× 25 ÷ 2 = 50 × 25 ÷ 2 = 625。
答:它们的和是 625。
【答案】625
【典型例题 4】(逆向求项数与和)
一个等差数列,首项是 8,公差是 5,末项是 58。求这个数列的项数以及所有项的和。
【详解】项数 =(58 − 8)÷ 5 + 1 = 50 ÷ 5 + 1 = 10 + 1 = 11。
和 =(8 + 58)× 11 ÷ 2 = 66 × 11 ÷ 2 = 726 ÷ 2 = 363。
答:这个数列有 11 项,各项的和是 363。
【答案】11 项,和 363
【跟踪训练 4】
一个等差数列,首项是 12,末项是 48,公差是 6。求这个数列的项数以及各项的和。
【详解】项数 =(48 − 12)÷ 6 + 1 = 36 ÷ 6 + 1 = 6 + 1 = 7。
和 =(12 + 48)× 7 ÷ 2 = 60 × 7 ÷ 2 = 420 ÷ 2 = 210。
答:这个数列有 7 项,各项的和是 210。
【答案】7 项,和 210
【典型例题 5】(奥数:已知项数与首项求总和)
一个等差数列共有 9 项,首项是 6,公差是 3,求这 9 项的总和。
【详解】先求末项:末项 = 6 +(9 − 1)× 3 = 6 + 8 × 3 = 6 + 24 = 30。
再求和:和 =(6 + 30)× 9 ÷ 2 = 36 × 9 ÷ 2 = 324 ÷ 2 = 162。
答:这 9 项的总和是 162。
【答案】162
【跟踪训练 5】
一个等差数列共有 8 项,首项是 5,末项是 40。求公差以及各项的总和。
【详解】公差 =(末项 − 首项)÷(项数 − 1)=(40 − 5)÷(8 − 1)= 35 ÷ 7 = 5。
和 =(5 + 40)× 8 ÷ 2 = 45 × 8 ÷ 2 = 360 ÷ 2 = 180。
答:公差是 5,各项总和是 180。
【答案】公差 5,总和 180
【典型例题 6】(生活应用:堆放木料)
工人把一批圆木堆放起来,最下面一层放了 5 根,往上每层少 1 根,最上面一层放了 1 根。这批圆木一共有多少根?
【详解】各层根数构成等差数列:1、2、3、4、5,首项 1,末项 5,公差 1。
项数 =(5 − 1)÷ 1 + 1 = 5。
总和 =(1 + 5)× 5 ÷ 2 = 6 × 5 ÷ 2 = 15。
答:这批圆木一共有 15 根。
【答案】15 根
【跟踪训练 6】
一堆钢管,最上面一层放了 2 根,最下面一层放了 8 根,每层相差 1 根。这堆钢管一共有多少根?
【详解】层数构成等差数列:2、3、4、5、6、7、8,首项 2,末项 8,公差 1。
项数 =(8 − 2)÷ 1 + 1 = 7。
总和 =(2 + 8)× 7 ÷ 2 = 10 × 7 ÷ 2 = 35。
答:这堆钢管一共有 35 根。
【答案】35 根
提升练习
第 1 题
等差数列:4,9,14,19,……,这个数列的公差是多少?第 12 项是多少?
【详解】公差:9 − 4 = 5;第 12 项 = 4 +(12 − 1)× 5 = 4 + 55 = 59。
【答案】公差 5,第 12 项 59
第 2 题
等差数列:6,13,20,27,……,求这个数列第 18 项。
【详解】公差 = 13 − 6 = 7;第 18 项 = 6 +(18 − 1)× 7 = 6 + 119 = 125。
【答案】125
第 3 题
等差数列:5,12,19,26,……,89,这个数列一共有多少项?
【详解】首项 5,末项 89,公差 = 12 − 5 = 7;项数 =(89 − 5)÷ 7 + 1 = 84 ÷ 7 + 1 = 12 + 1 = 13。
【答案】13 项
第 4 题
等差数列:7,11,15,19,……,71,这个数列一共有多少项?
【详解】首项 7,末项 71,公差 = 11 − 7 = 4;项数 =(71 − 7)÷ 4 + 1 = 64 ÷ 4 + 1 = 16 + 1 = 17。
【答案】17 项
第 5 题
计算:2 + 4 + 6 + 8 + …… + 56
【详解】首项 2,末项 56,公差 2;项数 =(56 − 2)÷ 2 + 1 = 28;总和 =(2 + 56)× 28 ÷ 2 = 58 × 14 = 812。
【答案】812
第 6 题
计算:5 + 10 + 15 + 20 + …… + 70
【详解】首项 5,末项 70,公差 5;项数 =(70 − 5)÷ 5 + 1 = 14;总和 =(5 + 70)× 14 ÷ 2 = 75 × 7 = 525。
【答案】525
第 7 题
一个等差数列,首项是 9,公差是 4,末项是 61,求项数以及数列总和。
【详解】项数 =(61 − 9)÷ 4 + 1 = 52 ÷ 4 + 1 = 13 + 1 = 14;总和 =(9 + 61)× 14 ÷ 2 = 70 × 7 = 490。
【答案】14 项,和 490
第 8 题
一个等差数列,首项是 14,公差是 5,末项是 64,求项数与总和。
【详解】项数 =(64 − 14)÷ 5 + 1 = 50 ÷ 5 + 1 = 10 + 1 = 11;总和 =(14 + 64)× 11 ÷ 2 = 78 × 11 ÷ 2 = 429。
【答案】11 项,和 429
第 9 题
一个等差数列一共有 10 项,首项是 7,公差是 4,求末项以及全部数的和。
【详解】末项 = 7 +(10 − 1)× 4 = 7 + 36 = 43;总和 =(7 + 43)× 10 ÷ 2 = 50 × 5 = 250。
【答案】末项 43,和 250
第 10 题
一个等差数列一共有 12 项,首项是 8,公差是 3,求末项与总和。
【详解】末项 = 8 +(12 − 1)× 3 = 8 + 33 = 41;总和 =(8 + 41)× 12 ÷ 2 = 49 × 6 = 294。
【答案】末项 41,和 294
第 11 题
等差数列:11,16,21,26,……,第 20 项是多少?
【详解】公差 = 16 − 11 = 5;第 20 项 = 11 +(20 − 1)× 5 = 11 + 95 = 106。
【答案】106
第 12 题
计算:3 + 7 + 11 + 15 + …… + 75
【详解】首项 3,末项 75,公差 4;项数 =(75 − 3)÷ 4 + 1 = 72 ÷ 4 + 1 = 19;总和 =(3 + 75)× 19 ÷ 2 = 78 × 19 ÷ 2 = 741。
【答案】741
第 13 题
一堆钢管,最上层有 3 根,最下层有 11 根,相邻两层相差 1 根,这堆钢管一共有多少根?
【详解】首项 3,末项 11,公差 1;层数 =(11 − 3)÷ 1 + 1 = 9;总和 =(3 + 11)× 9 ÷ 2 = 14 × 9 ÷ 2 = 63。
【答案】63 根
第 14 题
圆木堆,顶层 4 根,底层 12 根,每层相差 1 根,一共有多少根圆木?
【详解】首项 4,末项 12,公差 1;项数 =(12 − 4)÷ 1 + 1 = 9;总和 =(4 + 12)× 9 ÷ 2 = 16 × 9 ÷ 2 = 72。
【答案】72 根
第 15 题
等差数列:18,25,32,39,……,88,一共有多少项?
【详解】首项 18,末项 88,公差 = 25 − 18 = 7;项数 =(88 − 18)÷ 7 + 1 = 70 ÷ 7 + 1 = 11。
【答案】11 项
第 16 题
一个等差数列一共 15 项,末项是 64,首项是 8,求公差和总和。
【详解】公差 =(64 − 8)÷(15 − 1)= 56 ÷ 14 = 4;总和 =(8 + 64)× 15 ÷ 2 = 72 × 15 ÷ 2 = 540。
【答案】公差 4,和 540
第 17 题
计算:12 + 14 + 16 + …… + 40
【详解】首项 12,末项 40,公差 2;项数 =(40 − 12)÷ 2 + 1 = 15;总和 =(12 + 40)× 15 ÷ 2 = 52 × 15 ÷ 2 = 390。
【答案】390
第 18 题
等差数列:20,27,34,41,……,第 14 项是多少?
【详解】公差 = 27 − 20 = 7;第 14 项 = 20 +(14 − 1)× 7 = 20 + 91 = 111。
【答案】111
第 19 题
一个等差数列,首项是 6,公差是 7,末项是 83,求项数以及总和。
【详解】项数 =(83 − 6)÷ 7 + 1 = 77 ÷ 7 + 1 = 11 + 1 = 12;总和 =(6 + 83)× 12 ÷ 2 = 89 × 6 = 534。
【答案】12 项,和 534
第 20 题
一堆砖块,第一层放 5 块,往后每一层多放 2 块,最后一层放 23 块,一共有多少块砖?
【详解】首项 5,末项 23,公差 2;项数 =(23 − 5)÷ 2 + 1 = 18 ÷ 2 + 1 = 10;总和 =(5 + 23)× 10 ÷ 2 = 28 × 5 = 140。
【答案】140 块
模拟赛场
【奥数题1】有一个等差数列,第 4 项是 22,第 7 项是 34。求这个数列的公差、首项,再求出它的第 15 项。
【详解】第 4 项到第 7 项间隔:7 − 4 = 3 个公差;公差 =(34 − 22)÷ 3 = 12 ÷ 3 = 4;首项 = 22 −(4 − 1)× 4 = 22 − 12 = 10;第 15 项 = 10 +(15 − 1)× 4 = 10 + 56 = 66。
【答案】公差 4,首项 10,第 15 项 66
【奥数题2】计算:1 + 2 + 3 + 4 + …… + 99 −(2 + 4 + 6 + …… + 98)
【详解】第一部分 1~99:项数 99,和 =(1 + 99)× 99 ÷ 2 = 4950;第二部分 2、4、…、98:首项 2,末项 98,公差 2,项数 =(98 − 2)÷ 2 + 1 = 49,和 =(2 + 98)× 49 ÷ 2 = 2450;原式 = 4950 − 2450 = 2500。
【答案】2500
【奥数题3】小明看一本书,第一天看 12 页,从第二天开始,每天比前一天多看 3 页,最后一天看 39 页刚好看完。小明一共看了多少天?这本书一共有多少页?
【详解】页数构成等差数列:首项 12,末项 39,公差 3;天数 =(39 − 12)÷ 3 + 1 = 27 ÷ 3 + 1 = 10(天);总页数 =(12 + 39)× 10 ÷ 2 = 51 × 5 = 255(页)。
【答案】看了 10 天,共 255 页
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