高斯求和公式就是渣渣丨換種方法學初中數(shù)學#8 競賽篇1

高斯求和公式,就是人人都聽過的高斯求和1~100的故事里所用的公式,曾在小學奧數(shù)中屢次出現(xiàn):
文字表達式:(首項+末項)x項數(shù)÷2
如1~100的和:(1+100)x 100÷2=5050,簡單粗暴
然而到了初中,這個公式還那么實用嗎?歡迎踏入初中數(shù)學競賽的第一扇門:長式計算
先來看題

如果用高斯求和公式,項數(shù)難算先不說,答案就不對,因為高斯求和公式是有條件的,這種顯然不符合高斯求和公式的要求。那這種長式計算如何解決呢?
1.找規(guī)律法,這是長式計算出現(xiàn)在選擇和填空題的最快方法,方法特別簡單,就是截取式子的一部分觀察規(guī)律
如此題,先看1/2+1/4,計算得3/4
再看1/2+1/4+1/8,計算得7/8
很容易就能發(fā)現(xiàn)規(guī)律:加到1/n,答案就是(n-1)/n[當然只對本題而言]
所以答案就是4095/4096
2.補充法,這是標準做法
喜歡玩2048的童鞋一定明白2+2+4+8+16+32一路推上去的快感,這道題也蘊含了同樣的道理,我們也可以讓式子加上一個1/4096,1/4096+1/4096=1/2048,1/2048再加上前面的1/2048,又得到1/1024......無限接力下去,直到最后1/2+1/2=1,但是我們一開始多加了一個1/4096,所以要把這個給減去,所以答案是
1-1/4096=4095/4096
當然,這道題其實是我能找到的最簡單的題目了,當年我也輕松地做出來了
當年虐我的那道競賽題是這個

當時我嘗試把四個部分的規(guī)律找出來計算,然而規(guī)律并不好找,這也是我把長式計算放到代數(shù)1后面講的原因
秘技:3.代數(shù)法!
在面對長式計算時,我們可以把相同的部分用一個代數(shù)代替,來簡化算式
這里的算式中1+1/2+1/3+1/4.....+1/2015最常見,所以我們設這個為S
原式可以簡化為:[(S-1)+1/2016]S-(S+1/2016)(S-1)
展開:S2-S+(1/2016)S-S2-(1/2016)S+S+1/2016
驚奇的發(fā)現(xiàn)S互相抵消了
答案就是1/2016,同時也證明了這道題的S部分無論是什么鬼算式,答案都是1/2016

最后再來看一題

這道題很簡單,我看到解析的時候,雖然解析的做法很易懂,但是太麻煩了,它用的是:
奧義!兩式交叉法!
就是將每個括號內(nèi)內(nèi)的式子倒過來
使S1=1/2+(1/3+2/3)+(1/4+2/4+3/4)+.....+(1/50+2/50+....+49/50)
S2=1/2+(2/3+1/3)+(3/4+2/4+1/4)+...+(49/50+...+1/50)
上下兩式一加,得2S=1225,S=612.5
然而這道題還是可以用找規(guī)律+高斯法
原式完全可以化成0.5+1+1.5+2+2.5....
顯然n所在的括號總值為0.5(n-1)
因此原式一直加到24.5,用高斯公式
(0.5+24.5)·49·0.5=612.5
所以說長式計算的方法從來沒有唯一,全看自己啊,不知不覺寫了1200字了,大家再見。。。

啊呀才發(fā)現(xiàn)原來符號也算字數(shù)的,怪不得1200字這么短。。。