小学数学奥林匹克竞赛裂项法(含答案)

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2020年11月06日 10:13
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2020年11月6日发(作者:钮永建)


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
111

,这里分母3 、4是相邻的两个自然数,公分母正好是它们的乘积,
3412
把这个例题推广到一般情况,就 有一个很有用的等式:
11n1n

nn1n(n1)n(n1)

n1n1

n(n1)n(n1)

111


nn1n(n1)
111


n(n1)nn1

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】

例1. 计算:
1111
……

19851986198619 871987198819941995
111


19951996199619971997
分析与解答:
111
19856
111

19867
111


19878
……
111

19945

< p>
111

19956

111

19967
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。
11111
…
19851986198619871987198819951996199 61997

1

1997
111111111
……
686

111

5

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

1111
…

112123123…100
12


12…nn(n1)

n
分别取1,2,3,……,100时,就有


12
112
12

1223
12


12334
12

123445
12

1 2…100100101
1
112123
12…100
22222
…
12233499100100101
1111 1

2(…)

1223349910010 0101
111111111
2(1…)
2233499 100100101
1
2(1)
101
100
101
200



101
99
1
101
2

例3. 设符号( )、< >代表不同的自然数,问算式
符号所代表的数的数的积是多少?
1

1
…
1
111
中这两个
 
6()


分析与解:减法是加法的逆运算,
111111
就变成

,与

6()6()
前面提到的等式
111
111
相联系,便可找到一组解,即



6742
nn1n(n1)
另外一种方法

n、x、y
都是自然数,且
xy
,当
111

时,利用上面的变加为减的想法,
nxy
得算式
xn1

。 < br>nxy
1
是个单位分数,所以
xn
一定大于零,假定
xn t0
,则
xnt
,代
y
这里
n
2
t1
n
。 入上式得

,即
y
t
n(nt)y
又因为y
是自然数,所以
t
一定能整除
n
,即
t
是< br>n
的约数,有
n

t
就有
n

y< br>,
这一来我们便得到一个比
22
111

更广泛的等式,即 当
xnt

nn1n(n1)
n
2
111
yn

t

n
2
的约数时,一定有

,即
t
nxy

11t


nnt n(nt)
n
2
111
n

t

n< br>2
的约数时,一定有

,这里 上面指出当
xnt

y
t
nxy
n6,n
2
36
,36共有 1,2,3,4,6,9,12,18,36九个约数。

t1
时,
x7

y42


t2
时,
x8

y24



t3
时,
x9

y18


t4
时,
x10

y15


t6
时,
x12

y10


t9
时,
x15

y10


t12
时,
x18

y9


t18
时,
x24

y8


t36
时,
x42

y7

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:
11111
…

122334989999100
111

2. 计算:


36120

3. 已知
x 、y
是互不相等的自然数,当
111

时,求
xy

18xy


【试题答案】

1. 计算:

11111
…

122334989999100111111111
…
22334989999100
1
1

100
99

100
1
2. 计算:
111


36120
22222 222222222

612210240
1111111 11
2(
2334455667788991010 11
11111
)
11121213131414151516

11
2()
216
1
1
8< br>7

8

3. 已知
x、y
是互不相等的自然数 ,当
111

时,求
xy

18xy

xy
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
11111


1818(11)3636



11211

1818(12)5427
542781
11311

1818(13)7224
722496

11611


1818(16)12621
< br>21126147
11911

1818(19)18020< br>20180200

111811

1818( 118)19342
19342361
12311

1818 (23)4530
304575
12911

1818(2 9)9922
2299121

还有别的解法。

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