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文档简介
分数裂项计算
:善国阳
本讲知识点属于计算大板块内容,其实分数裂项很大程度上是发现规律、利用公式的过程,可以分为
观察、改造、运用公式等过程。很多时候裂项的方式不易找到,需要进行适当的变形,或者先进行一部分
运算,使其变得更加简单明了。
本讲是整个奥数知识体系中的一个精华部分,列项与通项归纳是密不可分的,所以先找通项是裂项的
前提,是能力的体现,对学生要求较高。
分数裂项
一、“裂差”型运算
将算式中的项进行拆分,使拆分后的项可前后抵消,这种拆项计算称为裂项法.裂项分为分数裂项和整
数裂项,常见的裂项方法是将数字分拆成两个或多个数字单位的和或差。遇到裂项的计算题时,要仔细的
观察每项的分子和分母,找出每项分子分母之间具有的相同的关系,找出共有部分,裂项的题目无需复杂
的计算,一般都是中间部分消去的过程,这样的话,找到相邻两项的相似部分,让它们消去才是最根本的。
(1)对于分母可以写作两个因数乘积的分数,即」一形式的,这里我们把较小的数写在前面,即
axb
那么有」一=—'―(工一』)
axbb-aab
(2)对于分母上为3个或4个连续自然数乘积形式的分数,即:
________!________,------------1-----------形式的,我们有:
〃x(〃+1)x(〃+2)'x(〃+1)x(/?+2)x(〃+3)
72X(〃+1)x(〃+2)2HX(774-1)(H4-1)(/7+2)
〃x(〃+1)x(〃+2)x(〃+3)3〃x(〃+1)x(77+2)(〃+1)x(〃+2)x(〃+3)
裂差型裂项的三大关键特征:
(1)分子全部相同,最简单形式为都是1的,复杂形式可为都是x(x为任意自然数)的,但是只要将X
提取出来即可转化为分子都是1的运算。
(2)分母上均为几个自然数的乘积形式,并且满足相邻2个分母上的因数“首尾相接”
(3)分母上几个因数间的差是一个定值。
二、“裂和”型运算:
常见的裂和型运算主要有以下两种形式:
,.xa+bab11小、a2+b2a2b2ab
(1)-----=-----+-----=-+—(2)-----------=-------+-------=-+-
axbaxbaxbbaaxbaxbaxbba
裂和型运算与裂差型运算的对比:
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。
[例1]-^―H———+-----+------H-------
lx22x33x44x55x6
【考点】分数裂项【难度】2星【题型】计算
【关键词】美国长岛,小学数学竞赛
11115
【解析】原式=+
++5~61-6-6
111
提醒学生注意要乘以(分母差)分之一,如改为:------+-------+-------+-------,计算过程就要变为:
1x33x55x77x9
1111
-------1--------4---------H---------x——.
1x33x55x77x9192
5
【答案】
6
1__11
【巩固】
10xll+llxl2++59x60
【考点】分数裂项【难度】2星【题型】计算
【解析】原式=(工一工)+(!—-!-)+J1_1I__J_
-_-
1011111259-60106()12
【答案】—
12
2222
【巩固】---------1---------F+----+-----=
10x99x85x44x3一
【考点】分数裂项【难度】2星【题型】计算
bAcC।11+-=2x7
【解析】原式=2x---------+--------+1_1
1910894534)31015
7
【答案】
15
111
[例2]―+-----+----------1-+----------------
11+21+2+31+2++100
【考点】分数裂项【难度】3星【题型】计算
【解析】本题为典型的“隐藏在等差数列求和公式背后的分数裂差型裂项”问题。此类问题需要从最简单
的项开始入手,通过公式的运算寻找规律。从第一项开始,对分母进行等差数列求和运算公式的
代入有;=212
(l+l)xl1x2+2~(1+2)X2-2x3'
22
…2222c八1、200।99
原式=----+-----+-----+H--------------=2x(1--------)=------=1—
1x22x33x4100x101101101101
【答案】岂
101
1
[例3]-------+----------1----------+H-------------=
1x33x55x799x101
【考点】分数裂项【难度】2星【题型】计算
111111111、50
【解析】----+----+-----+H---------------=X(1------1----------F***H---------------/=------
1x33x55x799x101233599101101
50
【答案】
101
111
【巩固】计算:25x---+----+-----+H--------------
1x33x55x723x25
【考点】分数裂项【难度】2星【题型】计算
【关键词】迎春杯,初赛,六年级
原式=25x,x11=25xgx(1=%丝=12
【解析】+--------
2335232525225
【答案】12
"£+卫+251251
【巩固】空+4-------------------------1-----------------------
4x88x1212x162000x20042004x2008
【考点】分数裂项【难度】2星【题型】计算
【关键词】台湾,小学数学竞赛,初赛
【解析】原式=2351x111
----+----+------F+----------------4-------------------
161x22x33x4500x501501x502
25111
=---x1-—+———4-T----------
16122334501502
251501501«21
=---x-----=15—
165023232
21
【答案】15—
32
【巩固】计算:—+
2x55x77x1111x1616x2222x2929
【考点】分数裂项【难度】3星【题型】计算
V11111111111111
【解析】厚衣=-----1-------------1--------------1----------------1-----------------1-----------------1------=一
2557711111616222229292
【答案】
2
Jill1111、八。
[例4]Vi:(—I----1-----1----1-----1-----1-----1----)x128—
8244880120168224288
【考点】分数裂项【难度】2星【题型】计算
【关键词】101中学
【解析】原式=(」一+」一+」一++—5—)x128
2x44x66x816x18
1Z1111
=——X(----------H----------------F+--—)x128
224461618
=(--—)x64
218
=28-
9
【答案】28-
9
1111111
【巩固】-+一十一+一+一+一+一+一=
612203042567290
【考点】分数裂项【难度】2星【题型】计算
【关键词】走美杯,初赛,六年级
【解析】根据裂项性质进行拆分为:
11111111
—I------1---------F------1------H------H--------F—
612203042567290
11111111
----1-----1-----1-----1-----1-----1-----1-----
2x33x44x55x66x77x88x99x10
11_2
2105
2
【答案】-
【巩固】1111
14+1+—+—+—+—=
3610152128
【考点】分数裂项【难度】6星【题型】计算
【关键词】走美杯,6年级,决赛
【解析】原式=i+-L+_!_+——!——十1
1+21+2+31+2+3+41+2+3+4+5+6+7
2
+------+------++------
2x33x47x8
【答案】-
4
【巩固】计算后2__1___1____1___1___1_J___1_=
6-12-20-30-42-567290-
【考点】分数裂项【难度】3星【题型】计算
【关键词】走美杯,6年级,决赛
―小苗、
[解"析']原式=1(,---1--1---1--1---1--1-1----1---1--1-1----1---1--F---1-)
22x33x44x55x66x77x88x99x10
11111
【巩固】---1----1----1----1----=
104088154238
【考点】分数裂项【难度】3星【题型】计算
…11111
【解析】原式=-----1----------1----------+-------------1------------
2x55x88x1111x1414x17
111J__J_1111、
-+-+-+-----+-----I
3(;5588n11141417J
15
=x
334
5
【答案】
34
111
[例5]计算:-----------1-------------F------------F+-------------------------
1x3x53x5x75x7x92001x2003x2005
【考点】分数裂项!【难度】3星【题型】计算
【关键词】华杯赛,总决赛,二试
1
【解析】++
5x72001x20032003x2005
1004(X)3
12048045
【答案】
12048045
7
‘X4.5+0.16
1111
[例6]-18-----------------x一+—十—4--
3153563
13--3.75x3.2
3
【考点】分数裂项【难度】3星【题型】计算
【关键词】仁华学校
7916-1
—X—F----------
111
【解析】原式:18290*------+-------+--------4---------
1x33x55x77x9
13--3xl.25x4x0.8
3
71
4+
6xlxfl-」+
21+1
131一12I33579
3
4631823
------X—X—X——------
2442936
23
【答案】
36
[例7]计算:1-+2-+3—+4—4-+20—
261220420
【考点】分数裂项【难度】3星【题型】计算
【关键词】小数报,初赛
11
【解析】原式=(1+2+3++20)+一十一+—+—+
261220
11
=210+—+-----+------+------++
1x22x33x44x520x21
…।111111
=210+1——+------+--------++-------
223342021
120
=210+1—=210—
2121
【答案】210名
21
【巩固】计算:2008-!-+2009-i-+20101一+20111一+2012—!-=.
1854108180270—
【考点】分数裂项【难度】2星【题型】计算
【关键词】学而思杯,6年级,1试
【角单析】原式=2008+2009+2010+2011+2012+-!—+-^—+—^—十+」
3x66x99x1212x1515x18
1_j_2__144}
=2010x5+-xr/+/一§+
9
=10050—
54
【答案】10050上
54
【巩固】计算:-+-+—+—+—=
26153577
【考点】分数裂项【难度】2星【题型】计算
【关键词】学而思杯,6年级
【解析】原式=L1+—3-2+已5-上3+二32
26153577
111111111
=—I---------F--------+--------+---------
2233557711
1110
=1-----=—
1111
【答案】—
11
1111111
【巩固】计算:—I------1-------1-------1-------1--------1------
315356399143195
【考点】分数裂项【难度】3星【题型】计算
【解析】分析这个算式各项的分母,可以发现它们可以表示为:3=22-1=1X3,15=4?-1=3X5,…“
195=142-1=13x15,
“区W11111
所以原式=----+-----+-----•+----+------++
7x99x1111x1313x15
1j____i_
+—X-
2B15
【答案】
15
rwsii、4•笆।511192997019899
【巩固】计算:一+—+—+—+—4-•H----------1---------=・
2612203097029900
【考点】分数裂项【难度】3星【题型】计算
[例8]—L—+—^—+1
1x2x32x3x47x8x9
【考点】分数裂项【难度】3星【题型】计算
(n+l)-(/i-l)_1]___________[
【解析】首先分析出
(〃一l)x〃x(/7+l)+2(A?-1)x72HX(n+1)
144
【答案】上
144
11
【巩固】计算:-------H---------++-----------
1x2x32x3x498x99x100
【考点】分数裂项【难度】3星【题型】计算
原式二4一11111
【解析】---------1----------------------1----------F•••+99x100)
21x22x32x33x43x498x99
=1x(-5---
^)=1X4949=4949
21x299x1002990019800
4949
【答案】
19800
1
【巩固】计算:++--------------F+
1x3x52x4x63x5x720x22x24
【考点】分数裂项【难度】3星【题型】计算
原式=」11..1
【解析】」+.・・+----------+-------+,,,+------------
1x3x53x5x719x21x232x4x620x22x24
1(1一1)+1(1_1)
41x321x2342x422x24
_40+65=28160+10465
―4832H2-340032340032
_38625
340032
38625
【答案】
340032
【巩固】―4―+—4二+44
H-----------------------1----------------------
1x3x53x5x793x95x9795x97x99
【考点】分数裂项【难度】3星【题型】计算
【解析】=(----------)+(-----------)++(---------------)+(------97x99)
1x33x53x55x793x9595x9795x97
113200
-lx397x99-9603
3200
【答案】
9603
9998971
【巩固】1111
1x2x32x3x43x4x599x100x101
【考点】分数裂项【难度】3星【题型】计算
99=100-1=100__J_=100__J_
【解析】
1x2x31x2x31x2x32x31x2x32x3
98=100—2=100_2=100__J_
2x3x42x3x42x3x42x3x42x3x43x4
___9_7__=_1_0_0_-_3_=100—3=100—1......
3x4x5__3x4x5___3x4x5__3x4x5___3x4x5___4x5
]=100-99=100_99=100__1_
99x100x10199x100x10199x100x10199x100x10199x100x101100x101
一100100100100z111、
1x2x32x3x43x4x599x100x1012x33x4100x101
=100x-!-x(-———---)=24—
22101002101101
【答案】24—
101
【例9)+——;+——!+…+——;+——;——
Ix2x3x42x3x4x53x4x5x66x7x8x97x8x9x10
【考点】分数裂项【难度】3星【题型】计算
【角单析】原式=1x1―1------1—+—1-------1—++—!--------1—
311x2x32x3x42x3x43x4x57x8x98x9x10
1O____L_k-Lll
3X11x2x38x9xl0j2160
119
【答案】
2160
【巩固】——-——+——-——+……+-------------
Ix2x3x42x3x4x517x18x19x20
【考点】分数裂项【难度】3星【题型】计算
【解析】原式=3x[』x(」------------+---------—++------------------——)]
31x2x32x3x42x3x43x4x517x18x1918x19x20
113x19x20-11139
1x2x318x19x2018x19x206840
1139
【答案】
6840
5719
【例10]计算:+------
1x2x32x3x4+8x9x10
【考点】分数裂项【难度】3星【题型】计算
【解析】如果式子中每一项的分子都相同,那么就是一道很常见的分数裂项的题目.但是本题中分子不相
同,而是成等差数列,且等差数列的公差为2.相比较于2,4,6,……这一公差为2的等差数
列(该数列的第"个数恰好为”的2倍),原式中分子所成的等差数列每一项都比其大3,所以可
以先把原式中每一项的分子都分成3与另一个的和再进行计算.
3+23+43+16
原式=-------+--------+4-------
1x2x32x3x48x9x10
28
3x-------------H----------------+••一+------+2x-------------H------------------F
1x2x32x3x48x9x101x2x32x3x48x9x10
1
+2x+—L+..+」
2x33x49x10
也可以直接进行通项归纳.根据等差数列的性质,可知分子的通项公式为2〃+3,所以
2〃+3232
__________________________________________________再将每一项的与
nx+1)x(〃+2)(〃+l)x(〃+2)++,(〃+l)x(〃+2)
3
分别加在一起进行裂项.后面的过程与前面的方法相同.
【答案】—
15
S71719、
【巩固】计算:1155x(--—+—-—+H--------1--------)
2x3x43x4x58x9x109x10x11
【考点】分数裂项【难度】3星【题型】计算
【关键词】迎春杯,初赛,五年级
571719
【解析】本题的重点在于计算括号内的算式:---------------F-------------+H--------------------F-----------------.这个算式不同
2x3x43x4x58x9x109x10x11
于我们常见的分数裂项的地方在于每一项的分子依次成等差数列,而非常见的分子相同、或分子
是分母的差或和的情况.所以应当对分子进行适当的变形,使之转化成我们熟悉的形式.
观察可知5=2+3,7=3+4,即每一项的分子都等于分母中前两个乘数的和,所以
571719
---------------1---------------+8x9xl0+9xl0xll
2x3x43x4x5
2+33+49+10
---------------1-----------------F+---------
2x3x43x4x59x10x11
11111
3x42x44x53x510x119x11
(111、(1111
----+-----++------+
(3x44x510x11;(2x43x59xllJ
(111111A1(11111111
—+-----++-------+-x——■—-1-——•—————
(34451011J2(2435468一记+厂?!
812831
+—x=------F—X-4--
221031133253355
31
所以原式=1155x—=651.
55
(法二)
上面的方法是最直观的转化方法,但不是唯一的转化方法.由于分子成等差数列,而等差数列的
通项公式为夕+加,其中d为公差.如果能把分子变成这样的形式,再将。与〃d分开,每一项都
变成两个分数,接下来就可以裂项了.
571719
-------H---------++--------+---------
2x3x43x4x5-----8x9x109x10x11
1+2x21+3x21+8x21+9x2
---------------1---------------+H-------------------1-------------------
2x3x43x4x58x9x109x10x11
12x213x28x29x2
-----+------+++d----------1---------H--------1--------
2x3x42x3x43x4x53x4x58x9x108x9x109x10x119x10x11
11112222
--------1F•••41--+-------------4-----------+H-------------1-------------
2x3x43x4x5------8x9x109x10x113x44x59x1010x11
11111
=x+---------------------+4-+2x
2,12x33x43x44x59x1010x113-44-51011
]+2x
=lxt11
21,2一x3J1f3l-1
10x1111
112234131
12220311422055
31
所以原式=U55x±二651.
55
(法三)
本题不对分子进行转化也是可以进行计算的:
571719
--------1--------++--------+---------
2x3x43x4x58x9x109x10x11
△xpL.|4xp---L]+17,f-L19(1
+TX
212x33x4j2(3x44x5j(8x99xl0j~219x1010x11
75]x-L+。J“917、1191
-+4-
22x3I.22.)3x4(22)4x5、22厂9x10210x11
——5X__1__I____1___|_11191
22x33x44x59x10210x11
5111931
=—+———
12310~220~55
31
所以原式=1155x—=651.
55
(法四)对于这类变化较多的式子,最基本的方法就是通项归纳.先找每一项的通项公式:
2〃+1
(〃=2,3,,9)
n(n+1)(/?+2)
如果将分子2〃+1分成2〃和1,就是上面的法二;如果将分子分成〃和〃+1,就是上面的法一.
【答案】651
【巩固】计算:高行+百靠+京姮12
H---------------
10x11x13x14
【考点】分数裂项【难度】3星【题型】计算
【解析】观察可知原式每一项的分母中如果补上分子中的数,就会是5个连续自然数的乘积,所以可以先
将每一项的分子、分母都乘以分子中的数.即:
324252122
原式=+++H-------------------------------------
Ix2x3x4x52x3x4x5x63x4x5x6x710x11x12x13x14
现在进行裂项的话无法全部相消,需要对分子进行分拆,考虑到每一项中分子、分母的对称性,
可以用平方差公式:32=1x5+4,42=2x6+4,52=3x7+4
324252122
原式=+++F
Ix2x3x4x52x3x4x5x63x4x5x6x710x11x12x13x14
1x5+42x6+43x7+410x14+4
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