小学数学奥林匹克竞赛裂项法(含答案)
长沙理工考研分数线-招生信息网
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:
11n1n
nn1n(n1)n(n1)
n1n1
n(n1)n(n1)
即
111
nn1n(n1)
111
n(n1)nn1
或
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
……
19851986198619
871987198819941995
111
19951996199619971997
分析与解答:
111
19856
111
19867
111
19878
……
111
19945
111
19956
111
19967
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
…
19851986198619871987198819951996199 61997
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
…
112123123…100
12
12…nn(n1)
当
n
分别取1,2,3,……,100时,就有
12
112
12
1223
12
12334
12
123445
12
1
2…100100101
1
112123
12…100
22222
…
12233499100100101
1111
1
2(…)
1223349910010
0101
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
nn1n(n1)
另外一种方法
设
n、x、y
都是自然数,且
xy
,当
111
时,利用上面的变加为减的想法,
nxy
得算式
xn1
。 <
br>nxy
1
是个单位分数,所以
xn
一定大于零,假定
xn
t0
,则
xnt
,代
y
这里
n
2
t1
n
。
入上式得
,即
y
t
n(nt)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
个
t
就有
n
个
y<
br>,
这一来我们便得到一个比
22
111
更广泛的等式,即
当
xnt
,
nn1n(n1)
n
2
111
yn
,
t
是
n
2
的约数时,一定有
,即
t
nxy
11t
nnt
n(nt)
n
2
111
n
,
t
是
n<
br>2
的约数时,一定有
,这里 上面指出当
xnt
,
y
t
nxy
n6,n
2
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:
11111
…
122334989999100
111
2. 计算:
36120
3. 已知
x
、y
是互不相等的自然数,当
111
时,求
xy
。
18xy
【试题答案】
1. 计算:
11111
…
122334989999100111111111
…
22334989999100
1
1
100
99
100
1
2.
计算:
111
36120
22222
222222222
612210240
1111111
11
2(
2334455667788991010
11
11111
)
11121213131414151516
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
xy
。
18xy
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
11111
1818(11)3636
11211
1818(12)5427
542781
11311
1818(13)7224
722496
11611
1818(16)12621
<
br>21126147
11911
1818(19)18020<
br>20180200
111811
1818(
118)19342
19342361
12311
1818
(23)4530
304575
12911
1818(2
9)9922
2299121
还有别的解法。