理解题目要求
题目给出了一串奇数序列:1, 3, 5, 7, ……, 2009, 2011,要求计算这些数的总和。这是一个典型的等差数列求和问题。
等差数列的基本概念
等差数列是指相邻两项的差(公差)相等的数列。本题中的数列公差为2,首项为1,末项为2011。
求和公式
等差数列的求和公式为:
$$ S_n = \frac{n}{2} \times (a_1 + a_n) $$
其中:
- $S_n$ 是前n项的和
- $n$ 是项数
- $a_1$ 是首项
- $a_n$ 是末项
计算项数
首先需要确定数列的项数$n$。等差数列的项数公式为:
$$ n = \frac{a_n - a_1}{d} + 1 $$
代入数值:
$$ n = \frac{2011 - 1}{2} + 1 = 1005 + 1 = 1006 $$
验证项数
可以通过简单的例子验证公式的正确性。例如数列1, 3, 5:
$$ n = \frac{5 - 1}{2} + 1 = 3 $$
确实有3个数,验证通过。
计算总和
将已知数值代入求和公式:
$$ S_{1006} = \frac{1006}{2} \times (1 + 2011) = 503 \times 2012 $$
分步计算
为了简化计算,可以分解:
$$ 503 \times 2012 = 503 \times (2000 + 12) = 503 \times 2000 + 503 \times 12 $$
计算各部分:
$$ 503 \times 2000 = 1,006,000 $$
$$ 503 \times 12 = 6,036 $$
相加得到总和:
$$ 1,006,000 + 6,036 = 1,012,036 $$
结果验证
可以使用另一种方法验证结果。等差数列的和也可以表示为:
$$ S_n = n \times a_1 + \frac{n(n-1)}{2} \times d $$
代入数值:
$$ S_{1006} = 1006 \times 1 + \frac{1006 \times 1005}{2} \times 2 = 1006 + 1006 \times 1005 $$
$$ = 1006 \times (1 + 1005) = 1006 \times 1006 = 1,012,036 $$
两种方法结果一致,验证了计算的正确性。
总结
通过等差数列的求和公式,计算出1到2011的所有奇数之和为1,012,036。计算过程中使用了两种不同的方法相互验证,确保了结果的准确性。
表格展示计算过程
| 步骤 | 描述 | 计算 | 结果 |
|---|---|---|---|
| 1 | 确定首项$a_1$和末项$a_n$ | $a_1=1$, $a_n=2011$ | - |
| 2 | 计算公差$d$ | $d=3-1=2$ | 2 |
| 3 | 计算项数$n$ | $\frac{2011-1}{2}+1$ | 1006 |
| 4 | 求和$S_n$ | $\frac{1006}{2} \times (1+2011)$ | 1,012,036 |
| 5 | 验证计算 | $1006 \times 1006$ | 1,012,036 |
实际应用
这类求和问题在实际中有广泛的应用,如计算累计利息、统计特定数据等。掌握等差数列的求和公式能有效提高计算效率。