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裂项法(二)
1 1 1
前一节我们已经讲过,利用等式 ,采用“裂项法”能很快求出
n n1 n(n1)
1 1 1 1 1
… 这类问题的结果来,把这一等式略加推广便得到另一等式:
2 6 12 20 9900
1 1 t
,现利用这一等式来解一些分数的计算问题。
n nt n(nt)
【典型例题】
1 1 1 1 1
例1. …
13 35 57 19931995 19951997
分析与解:此题如按异分母加法法则来求和,计算量太大,下面用裂项法试一试。
1 1 t
下面我们用 ,现在给 n 、t一些具体的值,看看有什么结果。
n nt n(nt)
2 1 1
当n1,t 2时,有
13 1 3
2 1 1
当n3,t 2时,有
35 3 5
2 1 1
当n5,t 2时,有
57 5 7
……
2 1 1
当n1993,t 2时,有
19931995 1993 1995
2 1 1
当n1995,t 2时,有
19951997 1995 1997
上面这998个等式左边的分数,其分母分别与题目中各加数的分母一样,只是分子是2
1 1 2 1 1 2
不是1,但是很容易将题目中各数的分子变为 2,例如 , ,
13 2 13 35 2 35
……,这样采用裂项法也能较快求出结果来。
1 1 2 1 1 2 1 1 2
因为 , ,……, ,
13 2 13 35 2 35 19931995 2 19931995
1 1 2
19951997 2 19951997
1 1 1 1
所以 …
13 35 19931995 19951997
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(1 … )
2 3 3 5 1993 1995 1995 1997
1 1
(1 )
2 1997
1 1996
2 1997
998
1997
1 1 1
例2. ……
123 234 9899100
1 1 31 2
因为
12 23 123 123
1 1 1 1
所以 ( )
123 2 12 23
1 1 1 1
同样可得 ( )
234 2 23 34
1 1 1 1
( )
345 2 34 45
一般地,因为
1 1
n(n1) (n1)(n2)
n2n
n(n1)(n2)
2
n(n1)(n2)
1
n(n1)(n2)
1 1 1
[ ]
2 n(n1) (n1)(n2)
这里n是任意一个自然数。
利用这一等式,采用裂项法便能较快地求出例2的结果。
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…
123 234 9899100
1 1 1 1 1 1 1
[( )( )…( )]
2 12 23 23 34 9899 99100
1 1 1 1 1 1 1
( … )
2 12 23 23 34 9899 99100
1 1 1
( )
2 12 99100
1 49501
2 9900
1 4949
2 9900
4949
19800
1 1 1 1 1
例3. 计算: …
2 23 234 2345 234…200
分析与解:
1 2 2
23 (23)2 25
1 2 2
234 (24)3 36
1 2 2
2345 (25)4 47
1 1 2
234…n 1 (n1)(n2)
(n2)(n1)
2
2 1
2
(n1)(n2) (n1)(n2)
1 1 (n2)(n1) 3
而
n1 n2 (n1)(n2) (n1)(n2)
1 1 1 1
即 ( )
(n1)(n2) 3 n1 n2
连续使用上面两个等式,便可求出结果来。
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…
2 23 234…200
1 2 2 2
…
2 25 36 199202
1 2 3 3 3
( … )
2 3 25 36 199202
1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
( … )
2 3 2 5 3 6 4 7 5 8 7 10 199 202
1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1
[( … )( … )]
2 3 2 3 4 5 199 5 6 7 202
1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
[( … )( … )]
2 3 2 3 4 5 199 5 6 200 201 202
1 2 1 1 1 1 1 1
( )
2 3 2 3 4 200 201 202
1 2 99 66 99
( )
2 3 200 201 404
1 33 44 33
2 100 201 202
430933
1
2030100
【模拟试题】(答题时间:15分钟)
二. 尝试体验
1 1 1 1 1
1. 求和: …
3 34 345 3456 345…20
1 1 1 1 1 1
2. 求和:1 3 5 7 9 11
10 40 88 154 238 340
1 1 1
3. 求和: …
1234 2345 17181920
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1 1 1 1 1
1. 求和: …
3 34 345 3456 345…20
687836
841225
1 1 1 1 1 1
2. 求和:1 3 5 7 9 11
10 40 88 154 238 340
3
36
20
1 1 1
3. 求和: …
1234 2345 17181920
1139
20520
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