小学数学竞赛一、裂项法
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一、裂项法
小学数学课本在讨论分数加减法时曾指出:两个分母不同的分数相加
减,
自然数,公分母正好是它们的乘积.把这个例题推广到一般情况,就有一
个很有用的等式:
下面利用这个等式,巧妙地计算一些分数求和的问题.
例1计算:
分析与解
此题按常规方法先通分后再求和,显然计算起来十分繁杂.
是1,而分母又都
是相邻两个自然数的积,符合上面等式的要求.如果按上
面等式把题目中的前12个加数也分别写成两个
单位分数之差的形式,就
得到下面12个等式:
上面12个式子的右面相加时,很容易看出有许多项一加一减正好相
互抵消变为0,这一来问题解起来就
十分方便了
像这样在计算分数的加、减时,先将其中的一
些分数做适当的拆分,
使得其中一部分分数可以相互抵消,从而使计算简化的方法,我们称为裂
项法.
例2 计算:
分析与解 这里的每一项的分子是1,分母不是相邻两个自
然数的积,但
都是从1开始的连续若干个自然数的和,这使我们联想到计算公式:
1+
当n分别取1,2,3,…,100时,就有
即题目中的每一项都变成了一个分子为2、分母为相邻两个自然数乘
积的形式,
略加变形就得到例1的形式,仿照例1的方法便可求出解来.
分析与解猛一看,此题似乎无法下手,而且与裂项法也没关系.但小学数学课本上曾说过,减法是加法的逆运算.换句话说,任一加法算式都
可以改为
这个题的答案是否只有这一个呢?如果不只一个,怎样才能找出所有
答案呢?为此,我们来
讨论这类问题的一般情况.设n、x、y都是自然数,
且
当t=1时,x=7,y=42,
当t=2时,x=8,y=24,
当t=3时,x=9,y=18,
当t=4时,x=10,y=15,
当t=6时,x=12,y=12,
当t=9时,x=15,y=10,
当t=12时,x=18,y=9,
当t=18时,x=24,y=8,
当t=36时,x=42,y=7.
故□和○所代表的两数和分别为49、32、27、25.
例4 已知A、B、C、D、E、F为互不
相等的自然数,当A、B、C、D、
E、F各为什么数时,下面等式成立?
当A=3,B=7,C=43,D=1807,E=3263443,F=16时,
等式成立.即
这方法计算量太大,我们试着找另外方便一些的解法.
在上面两种解法中,后面的解法明显比前面的解法简便.下面
我们把
后面的那种解题方法一般
化.
当A有n个不同的约数a
1
,a
2
,a
3
,…,a
n
时