计算与数列 · 方法讲解

周期规律与位置定位

先数总位置,再按周期分块。

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01

行与周期,是两种不同的分组

按2、5、1、4、3、6不断循环,从左到右逐行填表,每行8格。求第26行第5格的数,以及从首格到该格的所有数之和。

分步演示 · 两种分组,不能混在一起

先按“每行 8 格”数位置,再按“每块 6 项”看周期。点击逐步展开同一道题。

第 1 / 4 步:先确定坐标

目标是第 26 行第 5 格。前面完整的行有 25 行;还没有开始按周期分组。

演示结论

2;和716

第205项=34个整周期+1项。

先按行宽8定位,再按周期6分块。

前面已有25个完整行。周期必须由规则保证;余数为0对应周期末项,不存在“第0项”。

02

学习目标与必要前置

把二维位置还原成一条数串

重复的不是“眼前几个数”,而是一条已经确定的规则。先确认周期,再把位置数对,最后处理余下的部分。

六年级旧知深化结构识别 · 边界 · 迁移

S班表示本项目的教学深度,不是地区或机构官方分班课纲。

学完能做什么

  • 区分“观察到重复”与“规则保证重复”。
  • 解释余数为 0 为什么对应周期末项。
  • 在行列坐标、总序号和周期位置之间转换。
  • 用整周期求和、前缀相减和行图案重复解决变式。

开始前需要

会整数除法及余数,会数一段连续位置的项数,理解“前面已经填满了几行”。本页的位置、行号和列号都从 1 开始。

先检查:第 2 行第 1 格之前,有几格?每行 8 格时是 8 格,所以这一格的总序号是 9。

03

周期成立,才能按组跳过

给定循环,与猜测循环不同

本页主要研究题目明确规定“按 2、5、1、4、3、6 不断循环”的数串。每过 6 个位置,数值按相同次序重新出现。这样的 6 项重复块称为一个周期块,长度为 6。

2第1项5第2项1第3项4第4项3第5项6第6项

一般地,周期长度为正整数 p,表示对所有正整数 n,第 n+p 项与第 n 项相同。可用的周期不一定最短;只要确实成立,就能分组。本例六个数互不相同,所以 1 到 5 都不可能是周期长度,最短周期为 6。

有限观察不能证明无限重复。

只给出 2、5、2、5,后面可以继续 2、5,也可以从第 5 项起全是 9。这两条数串前四项相同。没有补充规则,就不能唯一确定第 100 项。

序号除以周期:余数是“剩下几项”

把前 n 项分为 q 个完整周期,另余 r 项:

n = q × p + r,0 ≤ r < p。

例如第 12 项:12 = 2×6,是第二块的末项 6;第 13 项才回到 2。也可用统一位置写法:周期内位置 =(n−1 除以 p 的余数)+1。

求和:整块相同,尾巴单独数

设一周期的和为 T,前 r 项的和为 P(r),并约定 P(0)=0。前 n 项和记作 S(n),S(0)=0,则:

S(n) = q × T + P(r)。

这是把前 n 项不重不漏地分成整块和尾巴:本例 T = 2+5+1+4+3+6 = 21。余数为 0 时尾巴为空,求和加 0;这与“第 n 项是周期末项”并不矛盾。

适用条件与本页边界

周期必须由题目给定或由规则证明;填表方向和每行格数必须确定。本页数表均从左到右、填完一行再填下一行,行宽固定。蛇形填表、递增方阵、周期开始前还有一段不同的数,都需要重新处理位置或起点,不可直接套本页式子。

04

例题一:从表格回到数串

题目 · 定位并求累计和

按 2、5、1、4、3、6 循环,从左到右逐行填入每行 8 格的表。第 26 行第 5 格是什么?从第 1 格到该格(包含该格)的所有数之和是多少?

  1. 先数完整的行。前面有 25 行,每行 8 格,再进入本行 5 格。总序号 n = 25×8+5 = 205。
  2. 再拆完整的周期。205 = 34×6+1。前 204 项是 34 个完整周期,第 205 项是新周期第 1 项,所以该格是 2。
  3. 按块求和。34 个周期的和是 34×21 = 714,尾巴只有 2。累计和为 714+2 = 716。
26行5列先减去一行,再乘行宽
第205项205 = 34×6+1
2;和716定位与求和用同一次分组

通用转换:每行 w 格时,第 a 行第 b 格的总序号是 (a−1)×w+b,其中 a≥1,1≤b≤w。

为什么不能把行号、列号各自除以 6?

因为换一行并不是前进 1 项,而是前进 8 项。第 1 行第 1 格是第 1 项 2,第 2 行第 1 格是第 9 项 1。两格列号相同,值却不同;必须先合成总序号。

05

例题二:固定列中,哪些行出现 6?

S班结构变式 · 找整行图案的周期

仍用例题一的数串和每行 8 格的填法。在前 30 行的第 4 列中,哪些格子是 6?一共有几个?

  1. 写出这一列的总序号。第 a 行第 4 列的位置是 (a−1)×8+4。前几行为 4、12、20、28、36、44……每换一行,总序号增加 8。
  2. 寻找回到同一周期位置的行距。增加 1 行是增加 8 项,不是 6 的倍数;增加 2 行是 16 项,也不是;增加 3 行是 24 项,正好 4 个周期。所以每隔 3 行,同列数值相同,整行图案也相同。
  3. 查一个完整的行循环。第 1、2、3 行第 4 列的总序号是 4、12、20;对应周期第 4、6、2 项,即 4、6、5。此后三行一组重复。因此只有第 2、5、8、……、29 行的第 4 列是 6。
  4. 数符合条件的行。行号为 2+3k,其中 k = 0、1、……、9。共 (29−2)÷3+1 = 10 个。
固定第 4 列,只需检查三种起点
行号总序号周期位置数值
1、4、7……4、28、52……44
2、5、8……12、36、60……66
3、6、9……20、44、68……25

结构结论:行图案的重复取决于“跨过的格数能否凑成整周期”。本例中找最小正整数 t,使 8t 是 6 的倍数,得到 t=3。不能直接把行周期也写成 6。

这里证明的是本题的行图案。其他数串如果有重复数值,某一列的数值可能更早重复;还需根据具体规则核对,不能只看一次碰巧相同。

06

迁移练习:换的是问题,保留的是结构

练习一 · 截取中间一段

数串仍按 2、5、1、4、3、6 循环。求第 50 项到第 80 项(含两端)的和。为什么不能用 S(80)−S(50)?

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这一段有 80−50+1=31 项。前 80 项包含前 49 项和目标段,因此目标和是 S(80)−S(49)。

80=13×6+2,所以 S(80)=13×21+(2+5)=280。49=8×6+1,所以 S(49)=8×21+2=170。

目标和为 280−170=110。若减去 S(50),会把需要保留的第 50 项也扣掉。第 50 项是 5,错误结果为 105。

也可以把从第 50 项起的数重新分组:每 6 项仍遍历同一周期,只是顺序从 5 开始。31=5×6+1,得到 5×21+5=110。

练习二 · 反向还原坐标与整周期边界

同一数串改为每行 10 格,仍从左到右逐行填。第 90 项在第几行、第几列?该格是什么?从第 1 项到第 90 项的和是多少?

展开完整解析

90=9×10,正好填满 9 行,所以位置是第 9 行第 10 列,不是第 10 行第 0 列。

按周期分组:90=15×6,余数为 0,说明第 90 项是周期第 6 项,即 6。前 90 项恰有 15 个完整周期,和为 15×21=315,没有额外尾项。

统一的反向转换是:行号为“n−1 除以 w 的整数商”再加 1;列号为“n−1 除以 w 的余数”再加 1。本题 89=8×10+9,故为 9 行 10 列。

07

易错对照与简要回顾

每个结论,都回到数的位置
容易误用正确检查
看到两次重复就认定周期问:题目是否给定循环?能否由规则证明一直重复?
余数 0 对应第 0 项定位取周期末项;求和的剩余部分才为空。
总序号 = 行号×行宽+列号当前行还没填完,完整行数是行号−1。
行号与列号分别取余先合成总序号;行距对应“行宽×行数”的步长。
第 L 到 R 项和 = S(R)−S(L)减去 S(L−1),保留第 L 项;L=1 时减 S(0)=0。
带走四句话
  1. 周期来自规则,不来自少数样本。
  2. 先定位置,再算余数;余数为 0 落在末项。
  3. 求和拆成整块与尾巴,区间和用两个前缀相减。
  4. 表格先还原数串;要找行图案周期,就找行宽步长何时凑成整周期。
08

内容与来源说明

例题一据项目审核题整理;例题二、练习与反例为本页自拟,均按明确给定的周期规则推导。项目来源汇总中的公开目录只支持主题范围;当前汇总未列出直接对应本页的周期定位权威数学专页,故不虚构引用。数学依据为本页给出的整数带余除法、分组与位置计数证明。查看项目来源与证据边界。

09

逐章回看

文字稿默认展开。点击章节标题,定位到视频中的对应讲解。

题目规定:2、5、1、4、3、6不断循环。每六项是一块。

只看见几项相同,不能证明后面一直循环。先确认规则。

每行八格,从左到右逐行填。怎样找第26行第5格?

前面有25个完整行,再走5格。总序号是25×8+5,等于205。

现在改按六项分块。205等于34×6+1。

前204项组成34个整周期。剩下一项,是新周期的第1项:2。

看第12项:正好走完两块。余数为0,落在块的末项6。

没有第0项。第13项才进入下一块,重新回到2。

求累计和,也用这34块。每块六个数的和是21。

34×21得714,再加尾巴2,得到716。先数位置,再按周期分组。

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学习与图示说明

S班表示本项目的教学深度;A/S编排不代表佛山南海或任何机构已核实的官方分班课纲。