数学变形-裂项

别妄想泡我
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2020年11月06日 10:14
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2020年11月6日发(作者:周萌萌)


*裂项就是朝着一定方向变形。*裂差型运算的核心环节是
“两两抵消达到简化的目的” 裂和型运算的题目不仅有,
“两两抵消”型的,同时还有转化为 “分数凑整”型的,
以达到简化目的。
一、基本裂项

例1、计算1×2+2×3+3×4+4×5+……+98×99+99×100

分析 :这个算式实际上可以看作是:等差数列1、2、3、4、5……98、99、
100,先将所有的相邻 两项分别相乘,再求所有乘积的和。算式的特点概括为:
数列公差为1,因数个数为2。

1×2=(1×2×3-0×1×2)÷(1×3)

2×3=(2×3×4-1×2×3)÷(1×3)

3×4=(3×4×5-2×3×4)÷(1×3)

4×5=(4×5×6-3×4×5)÷(1×3)

…… 扩大倍数=公差X因数加一

98×99=(98×99×100-97×98×99)÷(1×3)

99×100=(99×100×101-98×99×100)÷(1×3)

将以上 算式的等号左边和右边分别累加,左边即为所求的算式,右边括号里
面诸多项相互抵消,可以简化为(9 9×100×101-0×1×2)÷3。

解:1×2+2×3+3×4+4×5+……+98×99+99×100

=(99×100×101-0×1×2)÷3

=333300 下式:增大后减(裂差)


例2、计算3×5+5×7+7×9+……+97×99+99×101

分析:这个算式实际上也可以看作是:等差数列3、5、7、9……97、99、101,
先将所有的相邻两项分别相乘,再求所有乘积的和。算式的特点概括为:数列公
差为2,因数个数为2。

3×5=(3×5×7-1×3×5)÷(2×3)

5×7=(5×7×9-3×5×7)÷(2×3)

7×9=(7×9×11-5×7×9)÷(2×3)

……

97×99=(97×99×101-95×97×99)÷(2×3)

99×101=(99×101×103-97×99×101)÷(2×3)

将等号左右两边分别累加,左边即为所求算式,右边括号里面许多项可以相
互抵消。

解:3×5+5×7+7×9+……+97×99+99×101

=(99×101×103-1×3×5)÷(2×3)

=1029882÷6

=171647
















例3、计算1×2×3+2×3×4+3×4×5+……+96×97×98+97×9 8×99

分析:这个算式实际上可以看作是:等差数列1、2、3、4、5……98、 99、
100,先将所有的相邻三项分别相乘,再求所有乘积的和。算式的特点概括为:
数列公 差为1,因数个数为3。

1×2×3=(1×2×3×4-0×1×2×3)÷(1×4)

2×3×4=(2×3×4×5-1×2×3×4)÷(1×4)

3×4×5=(3×4×5×6-2×3×4×5)÷(1×4)

……

96×97×98=(96×97×98×99-95×96×97×98)÷(1×4)

97×98×99=(97×98×99×100-96×97×98×99)÷(1×4)

右边累加,括号内相互抵消,整个结果为(97×98×99×100-0×1×2×3)÷(1×4)。

解:1×2×3+2×3×4+3×4×5+…+96×97×98×+97×98×99

=(97×98×99×100-0×1×2×3)÷(1×4)

=23527350







例4、计算10×16×22+16×22×28+……+70×76×82+76×82×88

分析:算式的特点为:数列公差为6,因数个数为3。

解:10×16×22+16×22×28+……+70×76×82+76×82×88

=(76×82×88×94-4×10×16×22)÷(6×4)

=2147376



二、组合裂项

例5、计算1×1+2×2+3×3+……+99×99+100×100

分析:
n×n=(n-1)×n+n


解:1×1+2×2+3×3+……+99×99+100×100

=1+(1×2+2)+(2×3+3)+……+(98×99+99)+(99×100+100)

=(1×2+2×3+……+98×99+99×100)+(1+2+3+……+99+100)

=99×100×101÷3+(1+100)×100÷2

=333300+5050

=338350





例6、计算1×2+3×4+5×6+……+97×98+99×100

分析:
(n-1)×n=(n-2)×n+n
左式:缩小后加(裂和)
















解:1×2+3×4+5×6+7×8+……+97×98+99×100
=2+(2×4+4)+ (4×6+6)+(6×8+8)+……+(96×98+98)+(98×100+100)
=(2×4+4×6+6×8+……+96×98+98×100)+(2+4+6+8+……+98+100)
=98×100×102÷6+(2+100)×50÷2
=169150

< p>
例7、计算1×1×1+2×2×2+3×3×3+……+99×99×99+100×100×1 00

分析:
n×n×n=(n-1)×n×(n+1)+n 更神奇的“倒推”















解:1×1×1+2×2×2+3×3×3+……+99×99×99+100×100×100
= 1+(1×2×3+2)+(2×3×4+3)+……+(98×99×100+99)+(99×100×10 1+100)
=(1×2×3+2×3×4+……+98×99×100+99×100×101) +(1+2+3+……+99+100)
=99×100×101×102÷4+(1+100)×100÷2
=25492400
例8、计算1×3+2×4+3×5+4×6+……+98×100+99×101
解:1×3+2×4+3×5+4×6+……+98×100+99×101(奇偶数项分开)
=(1×3+3×5+……+99×101)+(2×4+4×6+……+98×100)
=(99×101×103-1×3×5)÷6+1×3+98×100×102÷6
=171650+166600
=338250


例9、计算1+(1+2)+(1+2+3)+……+(1+2+3+4+……+100)
解:1+(1+2)+(1+2+3)+……+(1+2+3+4+……+100)
=1×2÷2 +2×3÷2+3×4÷2+……+
100×101÷2
(高斯新解:101为均数的两倍)
=(1×2+2×3+3×4+……+100×101)÷2
=(100×101×102÷3)÷2
=171700


三、分数裂项


(下面常数:其分母即裂项后的裂差分子,或叫连续自然数乘积的差)





例题一:
11×2+12×3+13×4+…+199×100
=(1-12)+(12-13)+(13-14)+...+(198-199)+(199-1100)
=1-1100
=99100


例二:1(1* 2* 3)+1(2* 3* 4)+1(3* 4* 5)+1(4* 5* 6)…+1(21* 22* 23)
= 【(11* 2-12* 3)+(12* 3-13* 4)+(13* 4-14* 5)+(14* 5-15* 6)
+…+(121* 22-122* 23)】* 12
=【1(1* 2)-1(22* 23)】* 12
=126253 * 12
=63253


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