這個計算機能做什麼
這個工具能把前 n 個正偶數相加,也就是 \(2 + 4 + 6 + 8 + \ldots + 2n\),並立即算出總和。它不必逐項慢慢加,而是運用簡潔優雅的封閉公式 \(n(n + 1)\),不論 n 有多大,都能一步算出正確答案。
使用方法
輸入你想相加的偶數個數(也就是 n 的值),再送出即可。舉例來說,把 n 設為 5,就會把前五個偶數相加:\(2 + 4 + 6 + 8 + 10\)。計算機會顯示總和、項數,以及這串數列中最大的偶數(\(2n\))。
公式解析
這些偶數構成一個等差數列,首項 \(a = 2\)、公差 \(d = 2\)。等差數列的總和等於(項數)×(首項 + 末項)÷ 2,在這裡就是 \(n \times (2 + 2n) \div 2 = n(1 + n)\),因此總和可漂亮地化簡為 $$S = n(n + 1)$$ 一個好記的方法:前 n 個偶數的總和,永遠比 n 的平方再多 n,因為 \(n(n+1) = n^2 + n\)。
實例演算
假設 \(n = 10\)。前十個偶數是 2、4、6、8、10、12、14、16、18、20。套用公式:$$S = 10 \times (10 + 1) = 10 \times 11 = 110$$ 逐一手算也能確認 \(2 + 4 + \ldots + 20 = 110\)。
常見問題
這和奇數總和一樣嗎?不一樣。前 n 個奇數的總和等於 \(n^2\),而前 n 個偶數的總和等於 \(n(n + 1) = n^2 + n\),剛好多了 n。
會把 0 當成偶數嗎?不會。這裡計算的是從 2 開始的正偶數,所以第一個偶數是 2,第 n 個是 \(2n\)。
如果我輸入 n = 0 會怎樣?空數列的總和為 0,公式也會正確地算出這個結果,因為 \(0 \times 1 = 0\)。