奥数专题裂项法含答案
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奥数专题——裂项法(一)
同学们知道:在计算分数加减法时,两个分母不同的分数相加减,要先通分化
成同分母分数后再计算。
(一)阅读思考
例如
1
3
11
,这里
分母3、4是相邻的两个自然数,公分母正好是它们的
412
乘积,把这个例题推广
到一般情况,就有一个很有用的等式:
即
1
n
11
n1n(n1)
或
111
n(n1)nn1
下面利用这个等式,巧妙地计算一些分数求和的问题。
【典型例题】
1111
……
19851986198619871987
198819941995
例1. 计算:
分析与解答:
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:
公式的变式
当
n
分别取1,2,3,……,100时,就有
例3. 设符号(
)、< >代表不同的自然数,问算式
两个符号所代表的数的数的积是多少?
1
6
1
()
1
1111
…
112123123…100
中这
分析与解:减法是加法的逆运算,
1
n
1
6
1
(
)
1
就变成
1
6
1
()
1
,与
前面提到的等式
另外一种方法
11
111
相联系,便可找到一组解,即
n1n(n1)
6742
设
n、x、y
都是自然数,且
xy
,当
xn1
。
nxy
111
时,利用上面的变加为减的想
nxy
法,得算式
1
y
这里是个单位分数,所以
xn
一定大于零,假定
xnt0
,则
xnt
,
n
2
t1
n
。
,即
y
代入上式得
t
n(nt)y
又因为
y
是自然数,所以
t
一定能整除
n
2
,即<
br>t
是
n
2
的约数,有
n
个
t
就有<
br>n
个
y
,这一来我们便得到一个比
111
更广泛
的等式,即当
xnt
,
nn1n(n1)
n
2
11
1
yn
,
t
是
n
2
的约数时,一定有
,即
t
nxy
n
2
111
n
,<
br>t
是
n
2
的约数时,一定有
,这里 上面
指出当
xnt
,
y
t
nxy
n6,n
2<
br>36
,36共有1,2,3,4,6,9,12,18,36九个约数。
当
t1
时,
x7
,
y42
当
t2
时,
x8
,
y24
当
t3
时,
x9
,
y18
当
t4
时,
x10
,
y15
当
t6
时,
x12
,
y10
当
t9
时,
x15
,
y10
当
t12
时,
x18
,
y9
当
t18
时,
x24
,
y8
当
t36
时,
x42
,
y7
故(
)和< >所代表的两数和分别为49,32,27,25。
【模拟试题】(答题时间:20分钟)
二.尝试体验:
1. 计算:
2. 计算:
1
3
1
6
1
120
111
时,求
xy
。
18xy
3.
已知
x、y
是互不相等的自然数,当
【试题答案】
1. 计算:
2.
计算:
1
3
1
6
1
120
111
时,求
xy
。
18xy
3. 已知
x、y
是互不相等的自然数,当
xy
的值为:75,81,96,121,147,200,361。
因为18的约数有1,2,3,6,9,18,共6个,所以有
还有别的解法。
11111
1818(11)3636