高斯的等差数列求和公式

发布于 2021-09-08 14:08 ,所属分类:数学资料学习库

Why?


金呦呦同学昨晚的数学卷纸内容是要求计算1+2+3+4+5+6……+20=?。呦呦眨着他那一双水汪汪的眼睛一脸呆萌的看着我,我就妥妥的知道,这货在学校又没学会!


关于这种等差数列求和的问题,让我们先认识一位伟大的数学家。

卡尔·弗里德里希·高斯

高斯(1777-1855),德国著名数学家、物理学家、天文学家、大地测量学家,近代数学奠基者之一。高斯被认为是历史上最重要的数学家之一,并享有“数学王子”之称。


高斯和阿基米德、牛顿、欧拉并列为世界四大数学家。


高斯1777年4月30日生于德国不伦瑞克的一个工匠家庭,幼时家境贫困,但聪敏异常,受一贵族资助才进学校受教育。1795~1798年在格丁根大学学习,1798年转入黑尔姆施泰特大学,翌年因证明代数基本定理获博士学位。从1807年起担任格丁根大学教授兼格丁根天文台台长直至逝世。


高斯七岁那年,父亲送他进了耶卡捷林宁国民小学,读书不久,高斯在数学上就显露出了常人难以比较的天赋。十岁那年,教师布特纳布置了一道很繁杂的计算题,要求学生把1到 100的所有整数加起来,教师刚叙述完题目,高斯即刻把写着答案的小石板交了上去。布特纳起初并不在意这一举动,心想这个小家伙又在捣乱,但当他发现全班唯一正确的答案属于高斯时,才大吃一惊。而更使人吃惊的是高斯的算法,他发现:第一个数加最后一个数是101,第二个数加倒数第二个数的和也是101,……共有50对这样的数,用101乘以50得到5050。这种算法是教师未曾教过的计算等级数的方法。


布特纳对他刮目相看。他说:“你已经超过了我,我没有什么东西可以教你了。” 高斯由此开始了真正的数学研究。


高斯发现的等差数列求和公式是:

等差数列总和=(首项+末项)÷2×项数


在公式中:首项是指第一个数字,末项是指最后一个数字,项数是指相加数字的个数。


按照高斯的公式思路,呦呦卷纸上的这道题1+2+3+4+5+6……+20=?

那么,这道题可以解答成:(1+20)÷2×20=210


同样道理,卷纸上的另外一道连续数字相加求和的题目122+123+124+125+126+127+128=?

解答为:(122+128)÷2×7=875


还有,卷纸上的最后一道题目是等差数列求和66+68+70+72+74=?

解答为(66+74)÷2×5=350



高斯的一生成就极为丰硕,以他名字“高斯”命名的成果达110个,属数学家中之最。他对数论、代数、统计、分析、微分几何、大地测量学、地球物理学、力学、静电学、天文学、矩阵理论和光学皆有贡献。


高斯信仰是基于寻求真理的。他相信“精神个性上的不朽,像是个人在死后的持久性,还有最后命令的东西,以及永恒的、正义的、无所不知和无所不能的上帝。” 他说:”微小的学识使人远离神,广博的学识使人接近神。“


为了纪念高斯,从1989年直到2001年年底,他的肖像和他所写的正态分布曲线与一些在哥廷根突出的建筑物,一起被放入德国10马克的钞票中,同时,德国也发行了三种用以表彰高斯的邮票,让我们记住这位人类历史上最重要的数学家之一。


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