三年级计算等差数列教师版
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知识要点
1.按一定次序排列的一列数叫做数列.数列中的数称为项,第一个数叫第一项,又叫首项;第二个数叫第二项;……,最后一个数叫末项.如果一个数列从第二项开始,每一项与它前一项的差都相等,就称这个数列为等差数列.后项与前项的差叫做这个数列的公差.
如:1,2,3,4,L 是等差数列,公差为1;2,4,6,8,L 是等差数列,公差为2;5,15,20,L 是等差数列,公差为5.
等差数列的相关公式
(1)三个重要的公式
① 通项公式:递增数列:末项=首项+(项数1-)⨯公差,11n a a n d =+-⨯()
递减数列:末项=首项-(项数1-)⨯公差,11n a a n d =--⨯()
同时还可延伸出来这样一个有用的公式:n m a a n m d -=-⨯(),n m >() ② 项数公式:项数=(末项-首项)÷公差+1 由通项公式可以得到:
11n n a a d =-÷+() (若1n a a >);11n n a a d =-÷+() (若1n a a >).
找项数还有一种配组的方法,其中运用的思想我们是常常用到的. 譬如:找找下面数列的项数:4、7、10、13、L 、40、43、46 ,
分析:配组:(4、5、6)、(7、8、9)、(10、11、12)、(13、14、15)、L 、(46、47、48),注意等差是3 ,那么每组有3个数,我们数列中的数都在每组的第1位,所以46应在最后一组第1位,4到48有484145-+=项,每组3个数,所以共45315÷=组,原数列有15组. 当然还可以有其他的配组方法.
③ 求和公式:和=(首项+末项)⨯项数÷2 对于这个公式的得到可以从两个方面入手: (思路1) 1239899100++++++L
11002993985051=++++++++L 1444444442444444443
()()()()101505050=⨯= 等差数列
(思路2)这道题目,还可以这样理解:
23498991001009998973212101101101101101101101
+++++++=+++++++=+++++++L L L
和=1+和倍和 即,和 (1001)1002101505050=+⨯÷=⨯=
(2) 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 48123236436922091800+++++=+⨯÷=⨯=L (),
题中的等差数列有9项,中间一项即第5项的值是20,而和恰等于209⨯; ② 65636153116533233331089++++++=+⨯÷=⨯=L (),
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3333⨯.
“慈善家”的谎言
在一次表彰会上,一个“慈善家”洋洋得意地说:“上星期我把50枚银元施舍给10个穷人,我不是平均分给他们的,而是根据他们困难的程度进行施舍.因此,他们每个人得到的银元数都不相同.”一个聪明的小朋友听了,很气愤的说:“你是个伪慈善家,你说的是谎话!” 聪明的小朋友们,你知道这个小朋友说这话的根据吗? 【分析】 这个聪明的小朋友是计算了十个穷人每人得到的银元数都不相同时,需要的最少银元数后,
揭露伪慈善家的谎言的.十个穷人得到的银元枚数都不相同,最少需要
1231055++++=L L (枚)
,而50枚银元根本办不到,伪慈善家的话前后矛盾,这就是聪明的小朋友的依据了.
基础知识
【例 1】 判断下面的数列中,哪些是等差数列?如果是,请指明公差;如果不是,请说明理由。
数列一:3、6、9、12、15、……;
数列二:1、2、3、2、3、4、5、……、49、50; 数列三:1、2、4、8、16、32、64;
数列四:19、18、17、16、15、14、13、12、11;
数列五:2009、2009、2009、2009、2009、2009、2009; 数列六:1、2、1、2、1、2、1、2、1;
【分析】 数列一是等差数列,公差为3;
因为2-12-3,即2132a a a a -≠-;所以数列二不是等差数列; 因为2142-≠-,即2132a a a a -≠-;所以数列三不是等差数列;
数列五是等差数列,公差为0;
因为2112-≠-,即2132a a a a -≠-;所以数列六不是等差数列。
【例 2】 求数列共有多少个数?
(1)2,4,6,8,,86,98,100L L (2)4,7,10,13,,40,43,46L L
【分析】 (1)(1002)2150-÷+=,共有50个数
(2)(464)(74)114115-÷-+=+=,共有15个数
【例 3】 求数列共有多少个数?
(1)3,4,5,6,,76,77,78L L (2)1,3,5,7,,87,89,91L L
【分析】 (1) 783176-+=,共有76个数
(2)(911)2146-÷+=,共有46个数
【例 4】 (1)已知等差数列2,5,8,11,14,,L L 问47是其中第几项?
(2)已知等差数列9,13,17,21,25,,L L 问93是其中第几项?
【分析】 (1)这个数列有:(472)3116n =-÷+=,即47是第16项。
(2)(939)4122n =-÷+=,即93是第22项。
【例 5】 在数列3,6,9,,201L L 中,共有多少个数?如果继续写下去第201个数是多少? 【分析】 项数(2013)3167=-÷+=.第201个数是33(2011)603+⨯-=.
【例 6】 对于数列4,7,10,13,16,19,L L ,第10项是多少?49是这个数列的第几项?第100项与第50 项的差是多少?
【分析】
第n 项=首项+公差(1)n ⨯-
项数= (末项-首项)÷公差1+ 第n 项-第m 项 =公差()n m ⨯-
第10项为:43(101)42731+⨯-=+= 49在数列中的项数为:(494)3116-÷+= 第100项与第50项的差:3(10050)150⨯-=
简单求和
【例 7】 求下列各式的和
(1)34599100+++++L L (2)4812163236++++++L L (3)656361531++++++L L
【分析】 (1)项数:(1003)1198-÷+=; 和:(3100)9825047+⨯÷= ;
(2)项数:(364)419-÷+=; 和:(436)92180+⨯÷=;
(3)项数:(651)2133-÷+= ;和:(165)33233331089+⨯÷=⨯=.
【例 8】 (1)10131619295298++++++L (2)57677787217227++++++L 【分析】 (1)项数:(29810)312883196197-÷+=÷+=+= 和:(10298)97214938+⨯÷=
(2)项数:(22757)10118-÷+=
和:(57227)1822556+⨯÷=
【例 9】 26012341920-------L 【分析】 原式260(12320)=-++++L 260(120)202=-+⨯÷ 260210=- 50=
【例 10】 135199519971999++++++L L 【分析】
原式(11999)10002=+⨯÷
200010002
1000000
=⨯÷=
【例 11】 12398999821+++++++++L L 【分析】 原式9999=⨯ 9801=
【例 12】 45698999897543++++++++++L L 【分析】 原式999912321=⨯----- 98019=- 9792=
【例 13】
(123200720082007321)2008++++++++++÷L L
【分析】 原式200820082008=⨯÷ 2008=
【例 14】 计算:15025098509950÷+÷++÷+÷L 【分析】 原式=()()+++++++÷=+⨯÷÷=123459899501999925099L
【例 15】 计算:99198297396495594693792891990+++++++++ 【分析】 (法一)99198297396495594693792891990+++++++++ 100120023003100010=-+-+-++-L
100200300100012310=++++-++++L L ()
1001000102110102=+⨯÷-+⨯÷()()
550055=- 5445=
(法二)99198297396495594693792891990+++++++++ 99(1234567891011)=⨯++++++++++
9966=⨯ 6534=
【例 16】 计算:123456789979899+-++-++-+++-L . 【分析】 原式123456789979899=+-++-++-+++-L ()()()()
036996396[96331]21584
=+++++=+⨯-÷+÷=L ()()
【例 17】 学学和思思走到一个建筑工地旁,发现建筑工地上堆着一些钢管(如图),那么聪明的小朋
友,你能算出这堆钢管一共有多少根吗?
【分析】
这堆钢管每一层都比上一层多1根,也就是从上到下每层钢管的数量构成了一个等差数列,而且首项为3,末项为10,项数为8.由等差数列求和公式可以求出这堆钢管的总数量:
(310)8252+⨯÷=(根)
【例 18】 求两位数中所有含有数字5的数之和?
15,25,35,45,55,65,75,85,95,50,51,52,53,54,56, 57,58,59
【分析】 (1525354595)(505159)55+++++++++-L L (1595)92(5059)10255=+⨯÷++⨯÷- 985=
【例 19】 求0至100内被4除余1的数的和?
【分析】 这些数为:1,5,9,L ,93,97。
和为 1599397(197)2521225+++++=+⨯÷=L
【例 20】 求0到100(包括0与100)内即是3的倍数又是5的倍数的所有的数的和? 【分析】 3的倍数:3,6,9,L ,96,99
5的倍数:5,10,15,20,L ,95,100 15的倍数:15,30,45,60,75,90
(369699)(5101595100)(153090)++++++++++-+++L L L 3(12333)5(12320)15(123456)=⨯+++++⨯++++-⨯+++++L L 16831050315=++ 3048=
【例 21】 小红读一本书,第一天读30页,从第二天起,每天读的页数都必须比前一天多4页,最后一
天读了70页刚好读完,这本书共有几页?
【分析】 先求小红看了几天,(7030)4111-÷+=天,
再求这本书的总页数:(3070)112550+⨯÷=页
【例 22】 小文从5岁开始存钱,5岁时他有了30元,以后每年比前一年多存10元,那么到他18岁时
他共存了多少钱?
【分析】 项:185114-+=年
18岁那年他存了30(185)10160+-⨯=元 和:(30160)1421330+⨯÷=元
【例 23】 把55枚棋子放在若干个盒子里,按第1个盒子里放1枚,第2个盒子里放2枚,第3个盒子里
放3枚,……,这样下去,最后刚好将棋子放完,那么学学和思思用多少个盒子来做游戏呢?
【分析】 第1个盒子放了1枚棋子;
第2个盒子放了2枚棋子; 第3个盒子放了3枚棋子; ……
因此,只要是从自然数加起,加数依次增加1,一直加到某个自然数,它们的和正好是55,那么,这些加数的个数就是盒子数了.
估算结果: 1234567891055+++++++++=, 55是10个自然数的和,所以需要用10个盒子做游戏.
【例 24】 计算下列一组数的和:105,110,115,120,…,195,200 【分析】
数列的项数1()1n n a a d =-÷+
(200105)51=-÷+
9551=÷+ 20=.
故数列的和是:1()2n S a a n =+⨯÷
(105200)202=+⨯÷
305202=⨯÷ 3050=
复杂求和
【例 25】把自然数按下面形式排列,它的第一行是1,2,4,7,11,L L那么第一行的第100个数是几?
124711 35812 6913
1014
15L
L
L
L
L
L
【分析】从左上方到右下方看斜行,依次是1,(2,3),(4,5,6),(7,8,9,10),L L各斜行数的个数顺次是1,2,3,L L所以第一行的第100个数,正好是第100个斜行的第一个
数.(12349899)1(199)99214951
+++++++=+⨯÷+=
L L.
【例 26】一个剧院,座位排列成的形状像是一个梯形,而且第一排有10个座位,第二排有12个座位,第三排有14个座位,……最后一排一共有210个座位,剧院中间一排有多少个座位呢?这个剧院一共有多少个座位呢?
【分析】210是第(21010)21101
n=-÷+=排,中间一排就是第(1011)251
+÷=排,那么中间一排有:10(511)2110
+-⨯=(个)座位.这个剧场的座位一共有:11010111110
⨯=(个).
【例 27】建筑工地有一批砖,摆成如右图形状,最上层两块砖,第2层6块砖,第3层10块砖…,依次每层都比其上面一层多4块砖,已知最下层有2106块砖,问中间一层有多少块砖?这堆砖共有多少块?
【分析】如果我们把每层砖的块数依次记下来,2,6,10,14,L容易知道这是一个等差数列.2106是第(21062)41527
n=-÷+=层,中间一层是第(5271)2264
+÷=层,
那么中间一层有:2(2641)41054
+-⨯=块,
这堆砖共有:1054527555458
⨯=(块)
【例 28】用3根等长的火柴棍摆成一个等边三角形,用这样的等边三角形,按图所示铺满一个大的等边三角形,如果这个大的等边三角形的底边放10根火柴,那么一共要放多少根火柴?
10根
边数和.自上而下依次为:3,6,9,,310⨯L L .它们成等差数列, 而且首项为3,公差为3,项数为10.
火柴的总根数:36930(330)102335165++++=+⨯÷=⨯=L L (根)。
法二:按照小三角形的三条边的三个方向上来分,每个方向上都是1+2+……+10,所以总的
火柴数量为(1+2+3+……+10)×3=165(根)。
【例 29】 有一列数:1,1993,1992,1,1991,1990,1,L ,从第三个数起,每一个数都是它前
面两个数中大数减小数的差,从第1个到第1993个数这些数的和是多少?
【分析】 如果把1拿出,正好成为一个等差数列:1993,1992,1991,1990,L ,在原数列中三个数
一组出现一个1。
199336641÷=L ,可分为664组还余一个1,即该列数中共有665个1,其余是1993到666,共66421328⨯=(个)数。
那么这列数的和为:
1665(6661993)13282⨯++⨯÷665265913282=+⨯÷6651765576=+1766241=
其他
【例 30】 丽丽从七月一日开始写毛笔字,第一天写了6个,以后每天比前一天多写相同数量的毛笔字,
结果全月共写1116个毛笔字,丽丽每天比前一天多写几个大字?
【分析】 第16天打字11163136÷=(个)
那么,丽丽每天比前一天多写(366)(161)2-÷-=(个)大字。
【例 31】 时钟在每个整点敲打,敲打的次数等于该钟点数,每半点钟敲一下.问:时钟一昼夜打多少
下?
【分析】 时钟每个白天敲打的次数是每个整点敲打次数的和加上12个半点敲打的一下,即:
(12312)12(112)12212781290+++++=+⨯÷+=+=L L (下)
, 所以一昼夜时钟一共敲打:902180⨯=(下).
【例 32】 一串钥匙30把,对应30把锁,若不小心弄乱了,那么至多需要试多少次?
【分析】
第一把最多试29次,第二把最多试28次,L ,第二十八把最多试2次,第二十九把最多试1次,第30把不用尝试,那么至多需要试2928273211529435++++++=⨯=L (次)
【例 33】 把一堆苹果分给8个小朋友,要使每个小朋友都能拿到苹果,而且每个人拿到苹果个数都不
同的话,这堆苹果至少应该有多少个?
【分析】 这堆苹果至少应该有12345678(18)8236+++++++=+⨯÷=(个)
一课一练
【练习1】已知等差数列1,3,5,7,9,,2003
L L问这个数列共有多少项?
【分析】(20031)211002
-÷+=(项)
【练习2】已知数列0,4,8,12,16,20,L L,它的第43项是多少?
【分析】第43项04(431)168
=+⨯-=.
【练习3】在数列3,6,9,,201
L L中,共有多少个数?如果继续写下去第201个数是多少?
【分析】项数(2013)3167
+⨯-=.
=-÷+=.第201个数是33(2011)603
【练习4】求首项是13,公差是5的等差数列的前30项的和.
【分析】末项是:135(301)158
+⨯÷=
+⨯-=,和是:(13158)3022565
【练习5】从37到111的所有单数之和是多少?
【分析】从37到111的所有的单数有(11137)2138
-÷+=项
和:373941111(37111)3822812
L
++++=+⨯÷=
【练习6】已知一个等差数列的首项是5,末项是105,公差是5,那么这个等差数列的和是多少?【分析】由首项是5,末项是105,公差是5,可知项数为:(1055)5121
-÷+=项,等差数列的和是:+⨯÷=.
(1055)2121155
【练习7】求首项是13,公差是5的等差数列的前30项的和.
【分析】末项是:135(301)158
+⨯-=,和是:(13158)3022565
+⨯÷=
【练习8】有一串数,已知第一个数是6,而后面的每一个数都比它前面的数大4.问这串数中的第2003个数是多少?
【分析】题中的数按从小到大的顺序排构成一个等差数列,首相为6,公差为4,根据公式求出末项,末项=首项+公差⨯(项数1
=+⨯-=
-),所以第2003项64(20031)8014
【练习9】(第一届小机灵杯第十三题)黑白两种颜色的珠子,一层黑,一层白,排成正三角形的形状(如图),当白珠子比黑珠子多10颗时,一共用了多少颗白珠子?
【分析】将两排作为一组,可以发现每组白珠就比黑珠多1颗,现在白珠共比黑珠多10颗,说明有10组,那么共有20排,双数排是白珠,一共用了24681820(220)102110
L
++++++=+⨯÷=(颗)
【练习10】学校礼堂共有30排,已知第一排是15个座位,以后每排比前一排多2个座位,那么共有多少个座位?
【分析】第30排有:15(301)273
+-⨯=个座位
共有:(1573)3021320
+⨯÷=个座位
【练习11】自1开始,每隔两个数写出一个数来,得到数列:1,4,7,10,13,L,求出这个数列前100项之和。
【分析】第100项为:1(1001)3298
+-⨯=
前100项的和:(1298)100214950
+⨯÷=
【练习12】小华看一本书,第一天看了3页,以后每一天比前一天多看的页数相同,第20天看了79页,刚好看完,问这本书共多少页?每天比前一天多看多少页?
【分析】全书共有(379)202820
-÷-=页。
+⨯÷=页,小华每天比前一天多看(793)(201)4
【练习13】有10个盒子,44只乒乓球,把这44只乒乓球放到盒子中,能不能使每个盒子中的球数都不相同(每个盒子中至少要放一个球)?
【分析】不能,每个盒子中的乒乓球个数都不相同,那么至少需要球的个数为:1231055
L
++++=个,44个乒乓球是不能这样做的。
【练习14】自1开始,每隔两个数写出一个数来,得到数列:1,4,7,10,13,L,求出这个数列前100项之和。
【分析】第100项为:1(1001)3298
+⨯÷=
+-⨯=;前100项的和:(1298)100214950
补充题库
【补充1】把210拆成7个自然数的和,使这7个数从小到大排成一行后,相邻两个数的差都是5,那么,第1个数与第6个数分别是多少?
【分析】由题可知:由210拆成的7个数一定构成等差数列,则中间一个数为210730
÷=,所以,这7个数分别是15,20,25,30,35,40,45.即第1个数是15,第6个数是40.
【补充2】如图,每个最小的等边三角形的面积是2平方厘米,边长是1根火柴棒,最大的三角形的面积是多少平方厘米,整个图形有多少根火柴棒摆成?
【分析】最小三角形个数:13511(111)6236
⨯=
++++=+⨯÷=
L(个),那么大三角形面积为:23672(平方厘米);火柴棒的根数:36918(318)6263
L(根)
++++=+⨯÷=
【补充3】所有三位数中被6除余5的数之和是多少?
【分析】最小的三位数是101,然后是107,113,L,995,从101到995共:(995101)61150
-÷+=项
和:(101995)150282200
+⨯÷=。