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分数裂项拆分,就是这么简单!秒懂其中的原理与方法

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发表于 2025-12-28 01:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
分数裂项拆分,就是这么简单!秒懂其中的原理与方法

原创  COCO  聪明的盒子  2025 年 12 月 22 日 06:30  北京

        把一个分数拆分成多个分数之和或差,在学习和考试中经常见到,也是学习中的难点,而把一个计数单位拆分成两个计数单位之和或差,又是其中最简单的一种,也是最简单的方法。

        看完本文,让你秒懂原理与方法。从此分数裂项不再难!

例题 1 :请填写不同的自然数,使得等式成立:



【题目解析】我之前讲过如下类型题目的解法,不知道大家是否还记得?

方法:妙用数字”1“



        要把一个几分之一的分数分解成三个几分之一的分数之和,可以采用一个通用的方法:

        即,1=1/2+1/3+1/6 的方法,秒级完成这类题目。即:



        但是,本题分子不是 1 ,所以上面的通用方法似乎失效了,那该怎么做呢?

        我在这里给另一种通用思路。

解:原题我们可以把 19/198 这个分数按照分成三个分数的和的形式表达为:



        由此,我们可以知道:A+B+C=19 ,另外,因为要分解出来的三个分数的分子必须为 1 ,所以,A、B、C 三个数必须是 198 的因数!

        这样解题思路就变成了,寻找 198 的三个因子即可。用短除法来求因数:



        可以轻松得知,A、B、C 三个不同的数就是 2、6、11 ,所以:



例题 2 : 任意分数拆成多个 N 分之 1 的分数之和。完成如下等式的拆分:



【题目解析】很显然,这种任意分数,不满足上述两种方法的条件:

        (1)1=1/2+1/3+1/6

       (2)分母可以找到多个因子

        既然题目是分解为三项,那一定存在一个解,只是我们还没有找到合适的方法而已。

        那这种任意分数的拆分该怎么做呢?下面我介绍一种方法“扩分母找因子”

解:7/59 > 1/9(找一个距 59/7 最近的且大于 59/7 的整数,因为 7*9=63 )

        也就是说:7/59=1/9+(  )/(  )

        所以:(  )/(  )=7/59-1/9 。得到括号中的数为:4/531

        于是:7/59=1/9+4/531

        同理:4/531=1/133+(  )/(  )  (4*133=532)

        所以:4/531=1/133+1/70623

答:



【总结】扩分母找因子:分母除分子,得到的商加 1(找最近的分数)。然后用原分数减去这个找到的分数,得到一个新的分数;再重复这一步骤即可。

例题 3 :把一个分数拆成两个分数单位的和或者差。在下面两个等式中的括号中填入不同的自然数使等式成立。



【题目解析】采用分母分析法。

分母分析法的要点是寻找分母的 2 个因数,使得 2 个因数的和或差等于目标分子的值。

解:第一个等式(求和)中,分母 12 的因数有:1、2、3、4、6、12 五个数,易知,其中 3+4=7 。

        所以 7/12=1/3+1/4 。

        第二个等式(求差)中,30 的因数有:1、2、3、5、6、10、15、30 ,很快可得 10-3=7 。

        所以 7/30=1/3-1/10 。

答:



【总结】分母分析法适合于分母有因素的情况。是比较简单的状况,但是,当分母不能分解除因数的时候怎么办呢?如:



        于是,我们要寻找背后的道理。

        假设,拆分出来的两个分数的分母分别为 A 和 B( B>A ,且 A≠B ),所以上式就可表为:



          1/A-1/B=(B-A)/AB ,有三种情况,分别讨论如下:

(1)目标数的分母是两个数的乘积,假如 B-A=1 ,也就是说 A 和 B 是两个连续的自然数。如 1/6=1/2-1/3 ,1/12=1/3-1/4 。

        可知,这种情况下,目标分母是连续两个自然数的乘积。这是一个特例,在很多地方会遇到,应该记住。特例可以表达为:



        这种情况不适合本题 1/3=1/( )-1/( ) 。

(2)目标数的分母是两个数的乘积,B-A≠1 ,如,1/3-1/7=4/21 ,那么如果要得到 1/21 。则,只需将(1/3-1/7)乘以1/4 即可。也就是说:1/21=1/12-1/28 ,即 1/(3*7)=(1/4-1/7)/(7-3) 。

        这种情况可以总结为:



(3)目标数的分母不可分解,如 1/3,1/7,1/19 ,等等。

我们可以利用上面的等式 1/AB =(1/A-1/B)/(B-A)来推导一下。

因为目标数的分母不可分解,所以可以令 A=1 ,上式就成为

1/B =(1-1/B)/(B-1)= 1/(B-1)-1/[B*(B-1)],即



       回到例题。

例题 4 :裂项练习。请在括号中填入不同的自然数,使等式成立。



解:采用分母分析法。目标分母是 3 ,不可分解,所以可以使用



的方式来解决。此处,B=2 ,秒出答案。



例题 5 :裂项练习。请在括号中填入不同的自然数,使等式成立。



【题目解析】显然,这两道题的分母是可以找到很多个因数的,于是我们采用分母的因数分解法来解决(参考例题 1 及解析)

解:先看这道题



        49 的因数有:1、7、7、49 。但是这四个因数都无法相减得到目标分子的值 3 。但存在:7-1=6 ,而 6 是 3 的两倍,于是问题因人而解了,我们可以将原数的分子分母同时扩 2 倍,原式就成为 6/98 ,

        采用例题 1 的思路可迅速得到答案:

        3/49=6/98=7/98-1/98=1/14-1/98 。



        同理:45 的因数有:1、3、5、9、15、45 。

        7/45=14/90=15/90-1/90=1/6-1/90  。



【总结】采用扩倍法,在分母的因数中寻找因数相减得到目标分子数的两个因数

例题 6 :裂项练习。请在括号中填入不同的自然数,使等式成立。



【题目解析】这是一个拆分成三个几分之一的数的和或差的题目。看到这类题目不用着急,我们把这三个分数分开来求就行了。

解:

        应用分母分析法,参见例题 4 ,我们可以方便地得到

        1/3=1/2-1/6 。



        我们先来求第一题:1/3=1/2-[1/( )-1/( )],注意加括号后的变号。

        问题成为,求 1/6=1/( )-1/( ) ,参照例题 3 的总结。因为我们的 1/6 是从 1/3 得来的,不能再用 6 的因数 2、3 来分拆,所以要用例题 3 的第(3)方式来求解,可轻松得知:1/6=1/5-1/30 。

        所以,第一题就解决了:   1/3=1/2-1/5+1/30  。

        再看第二题:1/3=1/2-[1/( )+1/( )] ,注意加括号后的变号。

        问题成为,求 1/6=1/( )+1/( ) ,参照例题 3 的总结,同样,不能简单地用 6 的因数 1、2、3、6 来求解(因为它们任意 2 个数的和都大于 1 ),所以要再考虑扩倍法,可轻松得知: 1/6=3/18=2/18+1/18=1/9+1/18 。

        所以,第二题就解决了:1/3=1/2-1/9-1/18 。

答:



【总结】分步计算,注意变号。第二步开始注意不能用前几步已经用过的规则。

例题 7 :裂项练习。请在括号中填入不同的自然数,使等式成立。



【题目解析】与例题二相似,但是注意,第三项是差,不是和。

解一:采用例题 3 的思路(扩倍法+分母分析法)

8/27=80/270=81/27-1/270 。

81/270=27/270+54/270=1/10+1/5 。

所以:8/27=1/10+1/5-1/270 。

解二:这里介绍一种更为直接的方法(结合小数法)

8/27=(2.7+5.4-0.1)/27=1/10+1/5-1/270 。

例题 8 :裂项练习。请在括号中填入不同的自然数,使等式成立。



解:采用例题 3 中总结的(3)分步求解即可

1/11=1/10-1/110

=1/9-1/90-1/110

=1/8-1/72-1/90-1/110  。

答:



例题 9 :裂项练习。请在括号中填入不同的自然数,使等式成立。



解:采用分母分析法。

50 的因数有:1、2、5、10、25、50 。

可知:1+2+5+25=33 。

所以:33/50=1/50+2/50+5/50+25/50=1/50+1/25+1/10+1/2 。

答:



        只有抓住分数的特点,进行有针对性的变形,才能取得立竿见影的效果。当然还有其他的转化形式,在此不再赘述。

聪明的盒子

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