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
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,把这个例题推广??3412到一般情况,就有一个很有用的等式: 即
111?? nn?1n(n?1)111??
n(n?1)nn?1 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 ???……?1985?19861986?19871987?19881994?1995 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:
1111???…? 11?21?2?31?2?3?…?100 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,问算式数的数的积是多少?
分析与解:减法是加法的逆运算,
111??中这两个符号所代表的6()??111111???就变成?,与前面提到的等式6()??6()??111111??相联系,便可找到一组解,即?? nn?1n(n?1)6742 另外一种方法
设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,得算式nxyx?n1?。 nxy 这里
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,代入上式得yn2t1?n。 ?,即y?tn(n?t)y 又因为y是自然数,所以t一定能整除n,即t是n的约数,有n个t就有n个y,这一来我们便得
22n2111?n,t是n2的约数时,一定有?到一个比?更广泛的等式,即当x?n?t,y?tnn?1n(n?1)111??,即 nxyn2111?n,t是n2的约数时,一定有??,这里n?6,n2?36, 上面指出当x?n?t,y?tnxy36共有1,2,3,4,6,9,12,18,36九个约数。
当t?1时,x?7,y?42
?2时,x?8,y?24
当t?3时,x?9,y?18 当t?4时,x?10,y?15 当t?6时,x?12,y?10 当t?9时,x?15,y?10 当t?12时,x?18,y?9 当t?18时,x?24,y?8 当t?36时,x?42,y?7
当t 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:
11111111111111 ?????????????3610152128364555667891105120111??时,求x?y。 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:
11111111111111 ?????????????3610152128364555667891105120111??时,求x?y。 18xy 3. 已知x、y是互不相等的自然数,当
x?y的值为:75,81,96,121,147,200,361。
11?111??? 1818?(1?1)3636 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。