欧阳引擎创编 2024.01.01
奥数专题——裂项法(一)
欧阳引擎(2024.01.01)
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
111??例如3412,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,把这个例题推广到一般情况,就有一个很有用的等式:
111??即nn?1n(n?1) 111??或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?19871987?19881994?1995
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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
1111???…?1?2?3?…?100 2. 计算:11?21?2?3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
111??6()??中这两个符号所代表的数的数的积是
多少?
分析与解:减法是加法的逆运算,变成
111??6()??111??6()??就
,与前面提到的等式
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111??nn?1n(n?1)111??6742
相联系,便可找到一组解,即
另外一种方法
111??n、x、yx?ynxy设都是自然数,且,当
时,利
x?n1?y。 用上面的变加为减的想法,得算式nx1y这里是个单位分数,所以x?n一定大于零,假定
x?n?t?0,则x?n?t,代入上式得
t1?n(n?t)y,即
n2y??nt。
又因为y是自然数,所以t一定能整除n,即t是n22的约数,有n个t就有n个y,这一来我们便得到一个比
111??nn?1n(n?1)更广泛的等式,即当x?n?t,
,即
n2y??nt,t111??2nxy是n的约数时,一定有
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