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小學奧數題目|小六★★★★ 極難

分數應用題奧數題目:例題 10

這道分數應用題奧數題屬極難程度,適合小六,附逐步圖解和答案。華夏盃小五、小六的晉級賽和總決賽常見,較難的有分數倒推和分數巧算。

題目

計算下面的算式,

並把結果寫成最簡分數 m/n(m 和 n 是正整數,除了1以外沒有其他公因數)。

3/4 + 5/36 + 7/144 + 9/400 + … + 13/1764 = ?

m + n 等於多少?

看提示(3 個)
  1. 提示 1:看分母:4、36、144、400……它們都是某些數的平方相乘嗎?分子 3、5、7、9……又和平方數有甚麼關係?
  2. 提示 2:4 − 1 = 3,9 − 4 = 5……每一項 = ((k + 1)² − k²)/(k² × (k + 1)²)。可以拆成兩個分數相減嗎?
  3. 提示 3:每一項 = 1/k² − 1/(k + 1)²。把每一項都這樣拆開,中間的會互相抵消;看看最後一項的 k 是多少,剩下的兩個分數相減,再約簡。

詳解

先自己想一想,再看下面的逐步詳解。

  1. 1.分母:4 = 1 × 4,36 = 4 × 9,144 = 9 × 16,400 = 16 × 25……即 k² × (k + 1)²;分子 3、5、7、9……是 2k + 1 = (k + 1)² − k²(例如 4 − 1 = 3)。
  2. 2.最後一項 13/1764:分母 1764 = 36 × 49,分子 13 = 49 − 36,即 k = 6;k 由 1 到 6。
  3. 3.每一項 = ((k + 1)² − k²)/(k² × (k + 1)²) = 1/k² − 1/(k + 1)²,例如 3/4 = 1/1 − 1/4。
  4. 4.全部相加,中間的互相抵消:原式 = 1/1 − 1/49 = 48/49。
  5. 5.m + n = 48 + 49 = 97。
  6. ⚠️常見錯誤:以為剩下的是 1/1 − 1/36,忘了最後一項帶來的是 1/49;或者看不出分子 2k + 1 正是兩個相鄰平方數之差。

答案:97

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