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各位被数学逼疯的小伙伴们,你们知道吗?小升初数学里有个让无数英雄好汉折腰的坎儿,那就是分数计算!密密麻麻的分数加加减减,算到头晕眼花有没有?但今天!我要给你们安利一个数学界的“偷懒神器”——分数裂差,学会它,复杂计算秒变“小菜一碟”,真的是yyds!
其实啊,分数裂差的核心思路特别简单,就是把一个分数“咔嚓”一下劈成两半,变成两个分数相减的样子,是不是听起来就很神奇?不过这可不是随便什么分数都能劈的,它得满足一个听起来很玄乎但实际上超简单的条件,叫做“母积子差”。
啥是“母积子差”呢?听我给你掰扯掰扯。“母积”就是说分数的分母得是两个数相乘,比如a乘以b;“子差”就是说分数的分子得是这两个数相减,而且得是大数减小数,比如b减a。把它用字母表示出来就是:(b-a)/(a×b) = 1/a - 1/b,这里b必须大于a哦。说白了,就是把分数减法倒过来用,让拆分后的分数分子都变成1,计算起来不就轻松多了嘛!
那具体咋用这个神器解题呢?总共分四步走,简单到像吃汉堡一样,一步一步来,保证你学会!
第一步,火眼金睛辨特征。拿到一个分数算式,先瞅瞅每个分数是不是符合“母积子差”。分母是不是俩数相乘?分子是不是那俩数的差?还有哦,算式里的运算符号必须是加号,为啥呢?因为裂开之后要通过加减抵消来简化,中间那些项就像玩消消乐一样,“唰唰唰”就没了,只剩下开头和结尾的项,想想都觉得爽!
第二步,动手裂项变变变。确认过眼神,是对的分数之后,就可以根据刚才那个公式,把每个分数拆成两个分数的差了。举个栗子:1/(2×3),分母是2乘3,分子是1,正好等于3减2,所以它就能拆成1/2 - 1/3,是不是so easy?
第三步,见证奇迹的时刻——裂项相消。把拆好的那些算式按顺序排好队,你就会发现神奇的事情发生了!中间那些项正负一抵消,哎呀妈呀,全没了!比如计算1/(1×2) + 1/(2×3) + ... + 1/(9×10),拆完之后就是(1 - 1/2) + (1/2 - 1/3) + ... + (1/9 - 1/10),你看,-1/2和+1/2抵消,-1/3和后面的+1/3抵消……最后就剩下1 - 1/10,结果就是9/10,简直不要太简单!
第四步,结果化简要牢记。抵消完了,剩下首尾两项,算出来结果。如果是整数就直接写,要是分数,记得一定要化成最简分数哦,不然老师会给你打叉叉的!
当然啦,数学这玩意儿不会一直这么简单,偶尔也会搞点事情。比如有时候分母不是两个数相乘,而是三个数相乘,像a×b×c这种。别急,这时候我们就要先想办法把它也变成“母积子差”的形式。举个例子,1/(1×2×3),我们可以把它变成1/2 × (1/(1×2) - 1/(2×3)),这里面那个1/2是怎么来的呢?其实就是分母中前两个数的差和后两个数的差的倒数,简单说就是“差的倒数”,提取出来当系数,问题就又回到我们熟悉的轨道上啦!
不过,用这个裂差的时候,有些坑大家可千万别踩,不然就亏大了!
第一个坑,分子必须是“子差”。如果分子不等于分母那俩数的差,可不能硬拆,得先想办法转化一下,比如约分啊,或者像刚才那样提取个系数啥的。比如2/(3×5),分子是2,分母是3和5相乘,5减3正好等于2,所以它就能直接拆成1/3 - 1/5,完美!
第二个坑,符号和顺序千万不能搞错。拆分后的两个分数,顺序一定要对应原来分母中两个数的大小,大数对应的分数要写在前面当被减数,不然符号就错了,那可就差之毫厘谬以千里了,哭都来不及!
第三个坑,结果一定要最简。抵消完了之后,剩下的结果如果是分数,一定要化成最简分数,比如4/6,就得约分成2/3,不然就不够完美啦!
光说不练假把式,咱们来两道例题实战一下,看看你是不是真的学会了!
先看个基础例题:计算1/(1×2) + 1/(2×3) + 1/(3×4) + ... + 1/(99×100)。这简直就是为裂差量身定做的嘛!每个分数都符合“母积子差”,分子1就是后项减前项。裂项之后就是(1 - 1/2) + (1/2 - 1/3) + ... + (1/99 - 1/100),中间项一抵消,就剩下1 - 1/100,结果就是99/100,搞定!
再来个拓展例题,增加点难度:计算1/(1×3) + 1/(3×5) + 1/(5×7) + ... + 1/(97×99)。这个分母是1×3,3×5,5×7……分母两数的差都是2,但是分子是1,不是2咋办?别急,我们可以把1变成1/2 × 2,这不就有了嘛!所以裂项之后就是1/2 × [(1 - 1/3) + (1/3 - 1/5) + ... + (1/97 - 1/99)],中间项抵消后,括号里就剩下1 - 1/99,再乘以1/2,结果就是49/99。怎么样,是不是也没那么难?
总结一下,分数裂差这玩意儿,核心就是要认准“母积子差”这个身份证,然后熟练运用那个裂项公式。平时一定要多刷题,各种基础题、变形题都得练,不光要记住公式,更要明白为啥这么做,可不能死记硬背,不然换个马甲你就不认识了,那可就尴尬了。建议大家搞个思维导图,把知识点梳理梳理,重点理解裂项后怎么抵消的,然后再做点真题,比如华杯赛里的裂差题,练练手感,保证你做题越来越溜,数学成绩“嗖嗖”往上涨!加油,奥利给!