分数拆分大致包括下面几个方面的内容:
1、把1拆分成几个不同的分数单位的和;
如1=
……2、把一个分数单位拆分成几个不同的分数单位的和;
如
=++;3、把一个分数拆分成几个不同的分数单位的和。
如
=++。教材中没有相关的教学内容,练习中却时常出现这种题型。在与学生多年的交流中,我发现学生遇上这种题型,除了乱凑,并无系统的数学方法。早就想写一篇相关的教学心得,介绍几种解答这类问题的方法,近日得闲,写下这些文字,向方家求教。
分数拆分的方法大略有裂项相消法、公式法、直接拆分法、“扩、拆、约分”三步法等。下面结合具体的例子,分别细说。
一、运用裂项相消法拆分分数
裂项相消本是数列求和的一种方法,用在这里就是把一个数通过减去或加上另一个数(裂项),再加上或减去同一个数(相消),使原数在保持值不变的条件下拆分成两个数的和或差。
例1、已知
+++,求A=(),B=(),C=(),D=()。(答案不唯一)分析与解:本题就是要把1拆分成4个不同的分数单位的和。运用一次裂项相消法可以把1变成两个分数单位的和,1=1-
+=(1-)+=+;连续运用三次就能把1变成4个不同分数单位的和。1=1-
+-+-+=(1-
+-)+-)+=
+++对照原式得A=2,B=6,C=12,D=4。
特别注意:①裂项时减去一个数后,要使得到的差是分子为1的分数(分数单位);②连续几次运用裂项相消后要合理进行分组,使得每组计算结果都是一个分子为1的分数。
例2、
=++。分析与解:本题要把
拆分成3个不同的分数单位的和,只要连续两次运用裂项相消就能达到目的。 =-+-+=(
-)+-)+=
++反复多次运用裂项相消能把
拆分成4个、5个、更多个不同的分数单位的和。例3、
=+++。分析与解:本题要把
拆分成4个分数单位的和,可先把拆分成+,再运用裂项相消法把其中一个拆分成3个不同分数单位的和。=+-+-+=
+-)+(-)+=
+++仔细琢磨还能发现裂项时分母的变化规律。
二、运用公式法拆分分数
分数单位拆分的公式有:
公式一、
=+。(n是正整数)公式二、
==+=+(n、m是K的约数)例4、
=+。分析与解:由公式
=+(n是正整数)得=+=
+连续多次运用公式,可以把一个分数单位拆分成多个不同分数单位的和。
例5、已知
+++,求A=(),B=(),C=(),D=()。(答案不唯一)分析与解:本题要把1拆分成4个不同分数单位的和,可先把1看成
,再连续三次运用公式=+把拆分成四个不同分数单位的和。1=
=
+=
+=
+(+)=
++=
+++]=
+++对照原式得,A=2,B=3,C=7,D=42。
在第三次拆分时,也可以选择把
拆分成两个不同分数单位的和。那么,就得到这样的一组解:1=
++=
+[+=
+++例6、
=+++。分析与解:本题要把
拆分成4个不同分数单位的和,运用公式 ==+=+可以一次完成。18的约数有1、2、3、6、9、18,从中任选4个约数代入上面公式即可。
==
+++=
+++本题有多种答案,因为4个约数的选择组合有多种,选取的约数不同,得出的答案就不同。
公式
==+=+(m、n是K的约数),在运用过程中,并不局限于两项,可以根据题意把一个分数单位一次性地拆分成多项的和。三、运用直接拆分法拆分分数
直接拆分法:就是先按题意把分数拆分成几个与原分数同分母的分数的和,再约分成分子是1的分数。
例7、
=++。分析与解:本题要把
拆分成3个不同分数单位的和,可以先把拆分成3个分母是24的分数的和。要使拆得的这3个分数约分后分子都是1,3个分数的分子就必须都是24的约数。因此,这个问题就转化成了把13拆分成24的3个约数的和。24的约数有1、2、3、4、6、8、12、24,其中能组成和是13的3个约数有这样几组:①1+4+8=13,②2+3+8=13,③3+4+6=13。所以,有三个解。①
=++=++②
=++=++③
=++=++要注意的是:直接拆分时,拆得的分数的分子一定要是分母的约数。
四、运用“扩、拆、约分”三步法拆分分数
“扩、拆、约分”三步法:“扩”就是依据分数的基本性质,把原分数的分子和分母同时扩大相同倍数;“拆”就是把扩倍后的分数,按题中要求直接拆分成几个同分母分数的和;“约分”就是把拆分成的几个分数通过约分,得到分子是1的分数。
例8、
=++。分析与解:
不能直接拆分成3个同分母分数的和,那就得依据分数的基本性质把的分子分母扩大相同倍数。“扩”后分数的分子要能拆分成3个整数的和,“拆”得的3个整数都必须是分母的约数才能“约分”成分子是1的分数。由此推来,扩大2、3、4、5倍都不行,最小扩大6倍才行。====++=++“扩、拆、约分”三个步骤环环相扣,关联密,“扩”是为了利于“拆”,“拆”要符合“约分”的具体要求。
分数拆分的方法不止于这些,掌握方法不求多和全,运用之妙,存乎一心,关键还在于灵活运用。下面这几种解法就别开生面,令人耳目一新。
=+。你能写出几种答案?分析与解:本题要写出几个答案不难,但要把答案写全不漏,没有点技巧还真不行。由公式
==+=+(n、m是K的约数)知,本题的关键就是要把18的约数两个两个地进行合理分组,不能重复,也不能遗漏。18的约数有:1、2、3、6、9、18;
从18的约数中任取两个数一组,可组成
(1,2)、(1,3)、(1,6)、(1,9)、(1,18)、(2,3)、(2,9)共7种不同的组合。(2,6)可由(1,3)扩大2倍得到,故舍去;同理舍去的还有(2,18)、(3,6)、(3,9)、(3,18)、(6,9)、(6,18)、(9,18)。
于是得到7种答案如下:
==+=+,==+,==+,==+,==+,==+,==+。例10、已知
=,求A=(),B=(),C=(),D=()。(答案不唯一)
分析与解:本题若从
用裂项相消法或公式法来求解,因为分母数字较大,计算繁难,易于出错,若用另起炉灶之法,却有巧解。因为1=(1-
)+()+()+即1 =
等式两边同乘
得×1 =()×就是
=+++所以,A=4040,B=12120,C=24240,D=8080。
凡遇上分母较大的分数单位拆分时,可参考本题解法。
例11、在下面的括号里填入四个不同的自然数,使等式成立。
=++分析与解:本题要把
拆分成4个不同分数单位的和,可把公式==+=+(n、m是K的约数),连用三次得出答案。==
=
+=
+=
+++=
+++若是分数拆分的方法都忘记了,怎么办?还可用分数的基本性质来求解。
例12、
=+。分析与解:根据分数的基本性质,把
的分子分母同时乘以K(K是不为0的自然数)得,==+要使
约分后,分子为1,那么,必然有K-1=11,所以,K=11+1=12
把K=12代入
=+得,=+=+=+例13、在
=-的括号里填上适当的自然数,使等式成立。你有几种方法?分析与解:本题要把
拆分成两个分数单位的差。从公式==+=+(n、m是K的约数)可得到启发,其实本题就是要先把写成两个分母是24的分数的差,最后这两个分数都要能约简成分子是1的分数,那就要求分子一定要是24的约数。于是本题就转化成了从24的约数中找出两个差是5的约数来。24的约数有1、2、3、4、6、8、12、24,其中能组成差是5的两个数有6和1、8和3两组,所以,本题有两种解。分别是=-=-=-=-在分数拆分的过程中,要灵活运用拆分方法,不可拘泥于形式,每种拆分方法都不是孤立的,彼此可以相互结合,这样解题才能更加便捷。
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