1. 先观察下面各算式的特点,再计算它们的结果。
$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}=$
$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}=$
$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\frac{1}{16}=$
$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}=$
$\frac{3}{4}$
$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}=$
$\frac{7}{8}$
$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\frac{1}{16}=$
$\frac{15}{16}$
答案
解析:
本题可通过图形分割或者找规律的方法来计算。
方法一:图形分割法(以分数表示部分与整体的关系来理解)
对于$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}$,可以想象一个整体“$1$”,先取走一半即$\frac{1}{2}$,再从剩下的一半中取走一半就是$\frac{1}{4}$,那么总共取走的就是$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}$,结果为$\frac{3}{4}$。
对于$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}$,在前面取走$\frac{3}{4}$的基础上,再从剩下的$\frac{1}{4}$中取走一半即$\frac{1}{8}$,总共取走的就是$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}$,结果为$\frac{7}{8}$。
对于$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\frac{1}{16}$,在前面取走$\frac{7}{8}$的基础上,再从剩下的$\frac{1}{8}$中取走一半即$\frac{1}{16}$,总共取走的就是$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\frac{1}{16}$,结果为$\frac{15}{16}$。
方法二:找规律法
观察这几个算式,可以发现后一个分数的分母是前一个分数分母的$2$倍,且分子都是$1$。
设$S = \frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\cdots+\frac{1}{2^n}$,给等式两边同时乘以$2$得$2S = 1+\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\cdots+\frac{1}{2^{n - 1}}$,用$2S - S$可得:
$2S - S=(1+\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\cdots+\frac{1}{2^{n - 1}})-(\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\cdots+\frac{1}{2^n})$
$S = 1-\frac{1}{2^n}$
当$n = 2$时,$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}=1-\frac{1}{2^2}=1 - \frac{1}{4}=\frac{3}{4}$;
当$n = 3$时,$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}=1-\frac{1}{2^3}=1 - \frac{1}{8}=\frac{7}{8}$;
当$n = 4$时,$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\frac{1}{16}=1-\frac{1}{2^4}=1 - \frac{1}{16}=\frac{15}{16}$。
答案:
$\frac{3}{4}$;$\frac{7}{8}$;$\frac{15}{16}$
本题可通过图形分割或者找规律的方法来计算。
方法一:图形分割法(以分数表示部分与整体的关系来理解)
对于$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}$,可以想象一个整体“$1$”,先取走一半即$\frac{1}{2}$,再从剩下的一半中取走一半就是$\frac{1}{4}$,那么总共取走的就是$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}$,结果为$\frac{3}{4}$。
对于$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}$,在前面取走$\frac{3}{4}$的基础上,再从剩下的$\frac{1}{4}$中取走一半即$\frac{1}{8}$,总共取走的就是$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}$,结果为$\frac{7}{8}$。
对于$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\frac{1}{16}$,在前面取走$\frac{7}{8}$的基础上,再从剩下的$\frac{1}{8}$中取走一半即$\frac{1}{16}$,总共取走的就是$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\frac{1}{16}$,结果为$\frac{15}{16}$。
方法二:找规律法
观察这几个算式,可以发现后一个分数的分母是前一个分数分母的$2$倍,且分子都是$1$。
设$S = \frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\cdots+\frac{1}{2^n}$,给等式两边同时乘以$2$得$2S = 1+\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\cdots+\frac{1}{2^{n - 1}}$,用$2S - S$可得:
$2S - S=(1+\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\cdots+\frac{1}{2^{n - 1}})-(\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\cdots+\frac{1}{2^n})$
$S = 1-\frac{1}{2^n}$
当$n = 2$时,$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}=1-\frac{1}{2^2}=1 - \frac{1}{4}=\frac{3}{4}$;
当$n = 3$时,$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}=1-\frac{1}{2^3}=1 - \frac{1}{8}=\frac{7}{8}$;
当$n = 4$时,$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\frac{1}{16}=1-\frac{1}{2^4}=1 - \frac{1}{16}=\frac{15}{16}$。
答案:
$\frac{3}{4}$;$\frac{7}{8}$;$\frac{15}{16}$
2. 下面的每一个大正方形都表示1,把表示第2,3道算式的图画完整,再仔细观察对应的图形与算式,你发现了什么?

$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}=$
$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}=$
$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\frac{1}{16}=$
$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}=$
$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}=$
$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\frac{1}{16}=$
图略(在第二个图中,将正方形中未涂色的部分平均分成2份,涂其中的1份;在第三个图中,将第二个图未涂色的部分再平均分成2份,涂其中的1份)。观察对应的图形与算式,发现:$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\frac{1}{16}=1-\frac{1}{16}=\frac{15}{16}$ ,即算式中各分数的分母是2的幂次方,且后一个分数的分母是前一个分数分母的2倍,分子都是1,它们的和等于1减去最后一个分数所得的差。
答案
图略(在第二个图中,将正方形中未涂色的部分平均分成2份,涂其中的1份;在第三个图中,将第二个图未涂色的部分再平均分成2份,涂其中的1份)。
观察对应的图形与算式,发现:$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\frac{1}{16}=1-\frac{1}{16}=\frac{15}{16}$ ,即算式中各分数的分母是2的幂次方,且后一个分数的分母是前一个分数分母的2倍,分子都是1,它们的和等于1减去最后一个分数所得的差。
观察对应的图形与算式,发现:$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\frac{1}{16}=1-\frac{1}{16}=\frac{15}{16}$ ,即算式中各分数的分母是2的幂次方,且后一个分数的分母是前一个分数分母的2倍,分子都是1,它们的和等于1减去最后一个分数所得的差。
3. 根据上面你发现的规律,你认为下面算式的得数是多少?为什么?
$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\frac{1}{16}+\cdots=$
理由:
$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\frac{1}{16}+\cdots=$
1
理由:
随着加数的不断增加,和与1的差距越来越小,最终无限接近1,所以这个算式的得数是1。
答案
1. 规律:从$\frac{1}{2}$开始,依次加上前一个数的一半,这些数的和越来越接近1。
2. 得数:1
3. 理由:随着加数的不断增加,和与1的差距越来越小,最终无限接近1,所以这个算式的得数是1。
2. 得数:1
3. 理由:随着加数的不断增加,和与1的差距越来越小,最终无限接近1,所以这个算式的得数是1。
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