python等差数列求和公式前 100 项的和实例
在Python编程语言中,等差数列是一种序列,其中每项与它的前一项之差是恒定的。等差数列的求和公式是解决此类问题的关键。在本例中,我们将探讨如何利用这个公式计算从1开始,公差为3的等差数列的前100项之和。 等差数列的通项公式是: \[ a_n = a_1 + (n - 1)d \] 其中,\( a_1 \) 是首项,\( d \) 是公差,\( n \) 是项数,\( a_n \) 是第 \( n \) 项的值。 等差数列的求和公式(高斯求和公式)是: \[ S_n = \frac{n(a_1 + a_n)}{2} \] 这里,\( S_n \) 表示前 \( n \) 项的和。 对于题目中给出的例子,首项 \( a_1 = 1 \),公差 \( d = 3 \),项数 \( n = 100 \)。我们需要找出第100项 \( a_{100} \) 的值。根据通项公式: \[ a_{100} = 1 + (100 - 1) \times 3 \] \[ a_{100} = 1 + 99 \times 3 \] \[ a_{100} = 1 + 297 \] \[ a_{100} = 298 \] 现在我们有了首项和第100项的值,我们可以应用求和公式计算前100项的和: \[ S_{100} = \frac{100(1 + 298)}{2} \] \[ S_{100} = \frac{100 \times 299}{2} \] \[ S_{100} = 50 \times 299 \] \[ S_{100} = 14950 \] 因此,等差数列1, 4, 7, ..., 298的前100项之和是14950。 除了常规的计算方法,还可以使用递归的方式来实现等差数列的求和。在递归的情况下,对于1到 \( n \) 的加法(等差数列求和),可以定义递归函数 \( f(n) \) 如下: 如果 \( n = 1 \),则返回1(这是基础情况)。 如果 \( n > 1 \),则返回 \( n \) 加上 \( f(n-1) \) 的结果。 在C++中,这样的递归实现可以写成: ```cpp #include<iostream> using namespace std; int f(int n) { if(n == 1) return 1; else return n + f(n-1); } int main() { int n; while(cin >> n) { cout << f(n) << endl; } return 0; } ``` 这个递归函数会逐次累加从1到 \( n \) 的所有整数,从而达到求和的目的。虽然在本例中不需要递归,但这是一个通用的方法,适用于任何等差数列的求和问题,只要适当调整基础情况和递归步骤。 总结一下,本例展示了如何使用等差数列的求和公式以及递归方法来解决Python中的等差数列求和问题。理解这些概念有助于在编程中处理涉及序列计算的问题。