1. (2024·牡丹江)如图所示的是由一些同样大小的三角形按照一定规律所组成的图形,第1个图有4个三角形,第2个图有7个三角形,第3个图有10个三角形……按照此规律排列下去,第674个图中三角形的个数是( )

A.2022
B.2023
C.2024
D.2025
A.2022
B.2023
C.2024
D.2025
答案
B
解析
【分析】
解决这类规律探究题,首先整理已知条件:第1个图有4个三角形,第2个有7个,第3个有10个。先观察相邻两个图形的三角形数量差:$7-4=3$,$10-7=3$,差是固定值3,说明三角形个数和图形序号$n$成一次函数关系。接下来推导通用公式:将序号代入验证,第1个:$3×1+1=4$,第2个:$3×2+1=7$,第3个:$3×3+1=10$,可得出第$n$个图的三角形个数为$3n+1$,最后将$n=674$代入公式计算即可得到结果。
【解析】
观察已知图形的三角形数量:
第1个图形:$3×1 + 1 = 4$(个)
第2个图形:$3×2 + 1 = 7$(个)
第3个图形:$3×3 + 1 = 10$(个)
由此可归纳规律:第$n$个图形中三角形的个数为$3n+1$。
当$n=674$时,三角形的个数为:
$3×674 + 1 = 2022 + 1 = 2023$
【答案】
B
【知识点】
图形规律探究;列代数式;代数式求值
【点评】
本题属于典型的图形类规律探究基础题,解题核心是通过对比前几个图形的数量,找到数量与图形序号的通用规律,再代入指定序号计算即可,掌握“找相邻差值推导通项”的方法就能快速求解这类问题。
【难度系数】
0.7
解决这类规律探究题,首先整理已知条件:第1个图有4个三角形,第2个有7个,第3个有10个。先观察相邻两个图形的三角形数量差:$7-4=3$,$10-7=3$,差是固定值3,说明三角形个数和图形序号$n$成一次函数关系。接下来推导通用公式:将序号代入验证,第1个:$3×1+1=4$,第2个:$3×2+1=7$,第3个:$3×3+1=10$,可得出第$n$个图的三角形个数为$3n+1$,最后将$n=674$代入公式计算即可得到结果。
【解析】
观察已知图形的三角形数量:
第1个图形:$3×1 + 1 = 4$(个)
第2个图形:$3×2 + 1 = 7$(个)
第3个图形:$3×3 + 1 = 10$(个)
由此可归纳规律:第$n$个图形中三角形的个数为$3n+1$。
当$n=674$时,三角形的个数为:
$3×674 + 1 = 2022 + 1 = 2023$
【答案】
B
【知识点】
图形规律探究;列代数式;代数式求值
【点评】
本题属于典型的图形类规律探究基础题,解题核心是通过对比前几个图形的数量,找到数量与图形序号的通用规律,再代入指定序号计算即可,掌握“找相邻差值推导通项”的方法就能快速求解这类问题。
【难度系数】
0.7
2. (2024·长春)如图所示,图(1)表示1张餐桌和6把椅子(三角形表示餐桌,每个小圆表示1把椅子),图(2)表示2张餐桌和8把椅子,图(3)表示3张餐桌和10把椅子……若按这种方式摆放25张餐桌,则需要的椅子把数是( )

A.25
B.50
C.54
D.150
A.25
B.50
C.54
D.150
答案
C
解析
【分析】
本题是图形规律探究题,解题思路如下:首先整理已知条件中餐桌数量和对应椅子数量的关系:1张餐桌配6把椅子,2张配8把,3张配10把;接着观察变化规律:每多1张餐桌,椅子数量增加2把;然后推导通用公式:n张餐桌对应的椅子数可以表示为初始的6把加上额外(n-1)张餐桌增加的椅子数,化简得到通用代数式;最后将n=25代入代数式计算即可得到结果。
【解析】
观察图形的对应数量:
当有1张餐桌时,椅子数为$6 = 2×1 + 4$;
当有2张餐桌时,椅子数为$8 = 2×2 + 4$;
当有3张餐桌时,椅子数为$10 = 2×3 + 4$;
由此可归纳规律:$n$张餐桌需要的椅子数为$2n + 4$($n$为正整数)。
当摆放25张餐桌时,即$n=25$,代入代数式得:
$2×25 + 4 = 50 + 4 = 54$
因此需要54把椅子。
【答案】
C
【知识点】
图形规律探究;列代数式;代数式求值
【点评】
本题属于基础的规律探究类题型,解题核心是通过观察已知的几组对应数据,归纳出变量之间的通用数量关系,再代入数值计算即可,侧重考查学生的观察能力和归纳推理能力。
【难度系数】
0.7
本题是图形规律探究题,解题思路如下:首先整理已知条件中餐桌数量和对应椅子数量的关系:1张餐桌配6把椅子,2张配8把,3张配10把;接着观察变化规律:每多1张餐桌,椅子数量增加2把;然后推导通用公式:n张餐桌对应的椅子数可以表示为初始的6把加上额外(n-1)张餐桌增加的椅子数,化简得到通用代数式;最后将n=25代入代数式计算即可得到结果。
【解析】
观察图形的对应数量:
当有1张餐桌时,椅子数为$6 = 2×1 + 4$;
当有2张餐桌时,椅子数为$8 = 2×2 + 4$;
当有3张餐桌时,椅子数为$10 = 2×3 + 4$;
由此可归纳规律:$n$张餐桌需要的椅子数为$2n + 4$($n$为正整数)。
当摆放25张餐桌时,即$n=25$,代入代数式得:
$2×25 + 4 = 50 + 4 = 54$
因此需要54把椅子。
【答案】
C
【知识点】
图形规律探究;列代数式;代数式求值
【点评】
本题属于基础的规律探究类题型,解题核心是通过观察已知的几组对应数据,归纳出变量之间的通用数量关系,再代入数值计算即可,侧重考查学生的观察能力和归纳推理能力。
【难度系数】
0.7
3. 观察图形并思考:当小梯形的个数为n时,所拼成的图形的周长为______.

答案
3na+2a
解析
【分析】
要解决这道规律探究题,我们可以从简单情况入手推导:先计算小梯形个数为1、2、3时拼成图形的周长,观察周长随小梯形个数增加的变化规律,再推导n个小梯形时的周长公式。也可以直接观察拼接后图形的结构:拼接后的图形两腰始终为各长a的两条边,上下底的总长随小梯形个数增加呈规律性变化,据此计算总周长即可。
【解析】
我们通过列举分析规律:
1. 当$n=1$(只有1个小梯形)时:
小梯形上底长$a$,下底长$2a$,两腰各长$a$,周长$=a+2a+a+a=5a$,符合$3×1× a+2a=5a$。
2. 当$n=2$(2个小梯形拼接)时:
拼接后图形上底总长为$a+a=2a$,下底总长为$2a+2a=4a$,两腰仍各长$a$,周长$=2a+4a+a+a=8a$,符合$3×2× a+2a=8a$。
3. 当$n=3$(3个小梯形拼接)时:
上底总长为$3a$,下底总长为$6a$,周长$=3a+6a+a+a=11a$,符合$3×3× a+2a=11a$。
总结规律:$n$个小梯形拼接时,上底总长为$na$,下底总长为$2na$,两腰总长为$a+a=2a$,因此总周长$=na+2na+2a=3na+2a$。
【答案】
$3na+2a$
【知识点】
图形规律探究,列代数式,周长计算
【点评】
本题属于规律探究类基础题,解题核心是先从简单个例入手分析变化量,找到每增加一个小梯形时周长的增量,也可以直接分析拼接后图形的固定部分(两腰长)和变化部分(上下底总长),两种思路都能快速推导得到通用公式,计算时注意拼接处重合的边不计入总周长,避免出错。
【难度系数】
0.7
要解决这道规律探究题,我们可以从简单情况入手推导:先计算小梯形个数为1、2、3时拼成图形的周长,观察周长随小梯形个数增加的变化规律,再推导n个小梯形时的周长公式。也可以直接观察拼接后图形的结构:拼接后的图形两腰始终为各长a的两条边,上下底的总长随小梯形个数增加呈规律性变化,据此计算总周长即可。
【解析】
我们通过列举分析规律:
1. 当$n=1$(只有1个小梯形)时:
小梯形上底长$a$,下底长$2a$,两腰各长$a$,周长$=a+2a+a+a=5a$,符合$3×1× a+2a=5a$。
2. 当$n=2$(2个小梯形拼接)时:
拼接后图形上底总长为$a+a=2a$,下底总长为$2a+2a=4a$,两腰仍各长$a$,周长$=2a+4a+a+a=8a$,符合$3×2× a+2a=8a$。
3. 当$n=3$(3个小梯形拼接)时:
上底总长为$3a$,下底总长为$6a$,周长$=3a+6a+a+a=11a$,符合$3×3× a+2a=11a$。
总结规律:$n$个小梯形拼接时,上底总长为$na$,下底总长为$2na$,两腰总长为$a+a=2a$,因此总周长$=na+2na+2a=3na+2a$。
【答案】
$3na+2a$
【知识点】
图形规律探究,列代数式,周长计算
【点评】
本题属于规律探究类基础题,解题核心是先从简单个例入手分析变化量,找到每增加一个小梯形时周长的增量,也可以直接分析拼接后图形的固定部分(两腰长)和变化部分(上下底总长),两种思路都能快速推导得到通用公式,计算时注意拼接处重合的边不计入总周长,避免出错。
【难度系数】
0.7
4. 把一根起点为0的数轴弯折成如图所示的样子,虚线最下面第1个数字是0,往上第2个数字是6,第3个数字是21……则第23个数字是______.

答案
4.2 211 解析:根据题意,
第2个数字是6,
第3个数字是21,
第4个数字是45,
……
总结规律,得第n个数字是
1+2+3+4+5+6+7+8+9+…+3(n-1),
所以虚线上第23个数字是
1+2+3+4+5+6+7+8+9+…+3×(23-1)
=1+2+3+4+…+66
=(1+66)×66/2
=2 211.
第2个数字是6,
第3个数字是21,
第4个数字是45,
……
总结规律,得第n个数字是
1+2+3+4+5+6+7+8+9+…+3(n-1),
所以虚线上第23个数字是
1+2+3+4+5+6+7+8+9+…+3×(23-1)
=1+2+3+4+…+66
=(1+66)×66/2
=2 211.
解析
【分析】
我们先整理题目给出的虚线上的数字:第1个数字是0,第2个是6,第3个是21。先观察这几个数的构成:第2个数字6=1+2+3,末尾的加数是3=3×(2-1);第3个数字21=1+2+3+4+5+6,末尾的加数是6=3×(3-1);验证第4个数字,按规律末尾加数是3×(4-1)=9,1+2+…+9=45,符合规律。由此可归纳出:第n个虚线上的数就是从1开始连续加到3(n-1)的和,再用高斯求和公式(首项+末项)×项数÷2计算即可得到第23个数字。
【解析】
解:根据题意整理已知条件:
第1个数字:0
第2个数字:$6 = 1+2+3$,其中末尾加数$3=3×(2-1)$
第3个数字:$21 = 1+2+3+4+5+6$,其中末尾加数$6=3×(3-1)$
第4个数字:$45 = 1+2+\dots+9$,其中末尾加数$9=3×(4-1)$
……
可得规律:第$n$个数字是从1连续加到$3(n-1)$的和。
当求第23个数字时,$n=23$,末尾加数为$3×(23-1)=66$,即求和:
$1+2+3+\dots+66$
根据高斯求和公式:和=(首项+末项)×项数÷2,代入得:
$=\frac{(1+66)×66}{2}$
$=67×33$
$=2211$
【答案】
2211
【知识点】
数字规律探究;有理数加法;高斯求和
【点评】
本题是典型的数列规律探究题,需要先通过已知的几组对应值归纳出通用规律,再运用求和公式计算结果,对学生的归纳推理能力和运算能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
我们先整理题目给出的虚线上的数字:第1个数字是0,第2个是6,第3个是21。先观察这几个数的构成:第2个数字6=1+2+3,末尾的加数是3=3×(2-1);第3个数字21=1+2+3+4+5+6,末尾的加数是6=3×(3-1);验证第4个数字,按规律末尾加数是3×(4-1)=9,1+2+…+9=45,符合规律。由此可归纳出:第n个虚线上的数就是从1开始连续加到3(n-1)的和,再用高斯求和公式(首项+末项)×项数÷2计算即可得到第23个数字。
【解析】
解:根据题意整理已知条件:
第1个数字:0
第2个数字:$6 = 1+2+3$,其中末尾加数$3=3×(2-1)$
第3个数字:$21 = 1+2+3+4+5+6$,其中末尾加数$6=3×(3-1)$
第4个数字:$45 = 1+2+\dots+9$,其中末尾加数$9=3×(4-1)$
……
可得规律:第$n$个数字是从1连续加到$3(n-1)$的和。
当求第23个数字时,$n=23$,末尾加数为$3×(23-1)=66$,即求和:
$1+2+3+\dots+66$
根据高斯求和公式:和=(首项+末项)×项数÷2,代入得:
$=\frac{(1+66)×66}{2}$
$=67×33$
$=2211$
【答案】
2211
【知识点】
数字规律探究;有理数加法;高斯求和
【点评】
本题是典型的数列规律探究题,需要先通过已知的几组对应值归纳出通用规律,再运用求和公式计算结果,对学生的归纳推理能力和运算能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
5. 观察:有下列代数式:
①$3^{2}-4×1^{2}$,②$5^{2}-4×2^{2}$,③$7^{2}-4×3^{2}$,….
尝试:请你按照前3个算式的规律写出第4个、第5个代数式;
发现:请你用这个规律表示出第n个代数式;
应用:计算$n = 2023$时代数式的值.
①$3^{2}-4×1^{2}$,②$5^{2}-4×2^{2}$,③$7^{2}-4×3^{2}$,….
尝试:请你按照前3个算式的规律写出第4个、第5个代数式;
发现:请你用这个规律表示出第n个代数式;
应用:计算$n = 2023$时代数式的值.
答案
5.解:尝试:第4个代数式为9²-4×4²,
第5个代数式为11²-4×5².
发现:第n个代数式为(2n+1)²-4×n²;
应用:n=2 023时,(2n+1)²-4×n²=8 093.
第5个代数式为11²-4×5².
发现:第n个代数式为(2n+1)²-4×n²;
应用:n=2 023时,(2n+1)²-4×n²=8 093.
解析
【分析】
解题时先分部分观察已知的3个代数式和对应序号的关系:①减号左侧的底数:第1个为3=2×1+1,第2个为5=2×2+1,第3个为7=2×3+1,即第k个式子左侧底数为2k+1;②减号右侧均为4乘某个数的平方,第1个乘1²,第2个乘2²,第3个乘3²,即第k个式子右侧为4×k²。按照该规律,写第4、5个代数式只需将k替换为4、5;写第n个代数式将k替换为n即可;求值时可先化简代数式简化计算,再代入n=2023即可得到结果。
【解析】
尝试:
观察前3个代数式的规律:
第1个:$3^2-4×1^2=(2×1+1)^2 -4×1^2$
第2个:$5^2-4×2^2=(2×2+1)^2 -4×2^2$
第3个:$7^2-4×3^2=(2×3+1)^2 -4×3^2$
因此第4个代数式为$(2×4+1)^2 -4×4^2=9^2-4×4^2$
第5个代数式为$(2×5+1)^2 -4×5^2=11^2-4×5^2$
发现:
根据上述规律,第n个代数式为$(2n+1)^2 -4n^2$
应用:
先化简代数式:
$(2n+1)^2 -4n^2 = 4n^2 +4n +1 -4n^2 =4n+1$
当$n=2023$时,原式$=4×2023 +1=8092+1=8093$
【答案】
尝试:第4个代数式为$9^2-4×4^2$,第5个代数式为$11^2-4×5^2$;
发现:第n个代数式为$(2n+1)^2-4×n^2$;
应用:$n=2023$时,代数式的值为$8093$。
【知识点】
数字规律探究,列代数式,代数式求值
【点评】
本题是基础的规律探究题,核心是观察式子各部分与序号的对应关系归纳通用规律,化简后代入求值可降低计算难度,主要考查学生的观察归纳能力和基础运算能力。
【难度系数】
0.8
解题时先分部分观察已知的3个代数式和对应序号的关系:①减号左侧的底数:第1个为3=2×1+1,第2个为5=2×2+1,第3个为7=2×3+1,即第k个式子左侧底数为2k+1;②减号右侧均为4乘某个数的平方,第1个乘1²,第2个乘2²,第3个乘3²,即第k个式子右侧为4×k²。按照该规律,写第4、5个代数式只需将k替换为4、5;写第n个代数式将k替换为n即可;求值时可先化简代数式简化计算,再代入n=2023即可得到结果。
【解析】
尝试:
观察前3个代数式的规律:
第1个:$3^2-4×1^2=(2×1+1)^2 -4×1^2$
第2个:$5^2-4×2^2=(2×2+1)^2 -4×2^2$
第3个:$7^2-4×3^2=(2×3+1)^2 -4×3^2$
因此第4个代数式为$(2×4+1)^2 -4×4^2=9^2-4×4^2$
第5个代数式为$(2×5+1)^2 -4×5^2=11^2-4×5^2$
发现:
根据上述规律,第n个代数式为$(2n+1)^2 -4n^2$
应用:
先化简代数式:
$(2n+1)^2 -4n^2 = 4n^2 +4n +1 -4n^2 =4n+1$
当$n=2023$时,原式$=4×2023 +1=8092+1=8093$
【答案】
尝试:第4个代数式为$9^2-4×4^2$,第5个代数式为$11^2-4×5^2$;
发现:第n个代数式为$(2n+1)^2-4×n^2$;
应用:$n=2023$时,代数式的值为$8093$。
【知识点】
数字规律探究,列代数式,代数式求值
【点评】
本题是基础的规律探究题,核心是观察式子各部分与序号的对应关系归纳通用规律,化简后代入求值可降低计算难度,主要考查学生的观察归纳能力和基础运算能力。
【难度系数】
0.8
6. 观察下列等式:$\frac{1}{1×2}= 1-\frac{1}{2}$,$\frac{1}{2×3}= \frac{1}{2}-\frac{1}{3}$,$\frac{1}{3×4}= \frac{1}{3}-\frac{1}{4}$,….
(1)猜想并写出:$\frac{1}{n(n + 1)}= $______;
(2)求出下面式子的计算结果:
$\frac{1}{1×2}+\frac{1}{2×3}+\frac{1}{3×4}+…+\frac{1}{n(n + 1)}$.
(1)猜想并写出:$\frac{1}{n(n + 1)}= $______;
(2)求出下面式子的计算结果:
$\frac{1}{1×2}+\frac{1}{2×3}+\frac{1}{3×4}+…+\frac{1}{n(n + 1)}$.
答案
1. (1)
观察已知等式:$\frac{1}{1×2}=1 - \frac{1}{2}$,$\frac{1}{2×3}=\frac{1}{2}-\frac{1}{3}$,$\frac{1}{3×4}=\frac{1}{3}-\frac{1}{4}$,$\cdots$。
可以猜想$\frac{1}{n(n + 1)}=\frac{1}{n}-\frac{1}{n + 1}$。
2. (2)
解:
对于$\frac{1}{1×2}+\frac{1}{2×3}+\frac{1}{3×4}+\cdots+\frac{1}{n(n + 1)}$。
由(1)可知$\frac{1}{1×2}=1-\frac{1}{2}$,$\frac{1}{2×3}=\frac{1}{2}-\frac{1}{3}$,$\frac{1}{3×4}=\frac{1}{3}-\frac{1}{4}$,$\cdots$,$\frac{1}{n(n + 1)}=\frac{1}{n}-\frac{1}{n + 1}$。
则原式$=(1-\frac{1}{2})+(\frac{1}{2}-\frac{1}{3})+(\frac{1}{3}-\frac{1}{4})+\cdots+(\frac{1}{n}-\frac{1}{n + 1})$。
去括号得:$1-\frac{1}{2}+\frac{1}{2}-\frac{1}{3}+\frac{1}{3}-\frac{1}{4}+\cdots+\frac{1}{n}-\frac{1}{n + 1}$。
可以发现从第二项起,每一项与后一项都可以相互抵消,即$-\frac{1}{2}+\frac{1}{2}=0$,$-\frac{1}{3}+\frac{1}{3}=0$,$\cdots$,$-\frac{1}{n}+\frac{1}{n}=0$。
所以原式$=1-\frac{1}{n + 1}$。
通分计算:$1-\frac{1}{n + 1}=\frac{n + 1}{n + 1}-\frac{1}{n + 1}=\frac{n+1 - 1}{n + 1}=\frac{n}{n + 1}$。
综上,(1)$\frac{1}{n}-\frac{1}{n + 1}$;(2)$\frac{n}{n + 1}$。
观察已知等式:$\frac{1}{1×2}=1 - \frac{1}{2}$,$\frac{1}{2×3}=\frac{1}{2}-\frac{1}{3}$,$\frac{1}{3×4}=\frac{1}{3}-\frac{1}{4}$,$\cdots$。
可以猜想$\frac{1}{n(n + 1)}=\frac{1}{n}-\frac{1}{n + 1}$。
2. (2)
解:
对于$\frac{1}{1×2}+\frac{1}{2×3}+\frac{1}{3×4}+\cdots+\frac{1}{n(n + 1)}$。
由(1)可知$\frac{1}{1×2}=1-\frac{1}{2}$,$\frac{1}{2×3}=\frac{1}{2}-\frac{1}{3}$,$\frac{1}{3×4}=\frac{1}{3}-\frac{1}{4}$,$\cdots$,$\frac{1}{n(n + 1)}=\frac{1}{n}-\frac{1}{n + 1}$。
则原式$=(1-\frac{1}{2})+(\frac{1}{2}-\frac{1}{3})+(\frac{1}{3}-\frac{1}{4})+\cdots+(\frac{1}{n}-\frac{1}{n + 1})$。
去括号得:$1-\frac{1}{2}+\frac{1}{2}-\frac{1}{3}+\frac{1}{3}-\frac{1}{4}+\cdots+\frac{1}{n}-\frac{1}{n + 1}$。
可以发现从第二项起,每一项与后一项都可以相互抵消,即$-\frac{1}{2}+\frac{1}{2}=0$,$-\frac{1}{3}+\frac{1}{3}=0$,$\cdots$,$-\frac{1}{n}+\frac{1}{n}=0$。
所以原式$=1-\frac{1}{n + 1}$。
通分计算:$1-\frac{1}{n + 1}=\frac{n + 1}{n + 1}-\frac{1}{n + 1}=\frac{n+1 - 1}{n + 1}=\frac{n}{n + 1}$。
综上,(1)$\frac{1}{n}-\frac{1}{n + 1}$;(2)$\frac{n}{n + 1}$。
解析
【分析】
(1)观察给出的等式可发现,左侧均为分子为1、分母是两个连续正整数乘积的分数,右侧是分别以这两个连续正整数为分母、分子为1的分数的差,按照该规律即可推导$\frac{1}{n(n+1)}$的拆分形式。
(2)求解求和式子时,利用第(1)问得到的拆分规律,把每一项都拆成两个分数的差,去括号后中间的相邻项会相互抵消,只剩下首项和末项,再进行通分计算就能得到最终结果。
【解析】
(1)观察已知等式:$\frac{1}{1×2}=1-\frac{1}{2}$,$\frac{1}{2×3}=\frac{1}{2}-\frac{1}{3}$,$\frac{1}{3×4}=\frac{1}{3}-\frac{1}{4}$,可总结规律:分母为两个连续正整数$n$、$n+1$的乘积、分子为1的分数,可拆分为$\frac{1}{n}$减去$\frac{1}{n+1}$,因此$\frac{1}{n(n + 1)}=\frac{1}{n}-\frac{1}{n + 1}$。
(2)计算$\frac{1}{1×2}+\frac{1}{2×3}+\frac{1}{3×4}+…+\frac{1}{n(n + 1)}$:
根据(1)的规律拆分每一项,原式改写为:
$(1-\frac{1}{2})+(\frac{1}{2}-\frac{1}{3})+(\frac{1}{3}-\frac{1}{4})+···+(\frac{1}{n}-\frac{1}{n + 1})$
去括号得:
$1-\frac{1}{2}+\frac{1}{2}-\frac{1}{3}+\frac{1}{3}-\frac{1}{4}+···+\frac{1}{n}-\frac{1}{n + 1}$
观察式子可知,从第二项开始,每一项与后一项互为相反数,相加和为0,中间项全部抵消后仅剩首项1和末项$-\frac{1}{n+1}$,因此:
$原式=1-\frac{1}{n + 1}$
通分计算得:
$1-\frac{1}{n + 1}=\frac{n+1}{n+1}-\frac{1}{n+1}=\frac{n+1-1}{n+1}=\frac{n}{n+1}$
【答案】
(1)$\frac{1}{n}-\frac{1}{n + 1}$;(2)$\frac{n}{n + 1}$
【知识点】
裂项相消法,规律探究,分数加减运算
【点评】
本题是典型的裂项类规律探究题,重点考查观察归纳能力和简便运算能力,解题关键是准确总结出分数拆分的规律,利用中间项抵消简化计算,该方法在分式简便运算中应用非常广泛。
【难度系数】
0.8
(1)观察给出的等式可发现,左侧均为分子为1、分母是两个连续正整数乘积的分数,右侧是分别以这两个连续正整数为分母、分子为1的分数的差,按照该规律即可推导$\frac{1}{n(n+1)}$的拆分形式。
(2)求解求和式子时,利用第(1)问得到的拆分规律,把每一项都拆成两个分数的差,去括号后中间的相邻项会相互抵消,只剩下首项和末项,再进行通分计算就能得到最终结果。
【解析】
(1)观察已知等式:$\frac{1}{1×2}=1-\frac{1}{2}$,$\frac{1}{2×3}=\frac{1}{2}-\frac{1}{3}$,$\frac{1}{3×4}=\frac{1}{3}-\frac{1}{4}$,可总结规律:分母为两个连续正整数$n$、$n+1$的乘积、分子为1的分数,可拆分为$\frac{1}{n}$减去$\frac{1}{n+1}$,因此$\frac{1}{n(n + 1)}=\frac{1}{n}-\frac{1}{n + 1}$。
(2)计算$\frac{1}{1×2}+\frac{1}{2×3}+\frac{1}{3×4}+…+\frac{1}{n(n + 1)}$:
根据(1)的规律拆分每一项,原式改写为:
$(1-\frac{1}{2})+(\frac{1}{2}-\frac{1}{3})+(\frac{1}{3}-\frac{1}{4})+···+(\frac{1}{n}-\frac{1}{n + 1})$
去括号得:
$1-\frac{1}{2}+\frac{1}{2}-\frac{1}{3}+\frac{1}{3}-\frac{1}{4}+···+\frac{1}{n}-\frac{1}{n + 1}$
观察式子可知,从第二项开始,每一项与后一项互为相反数,相加和为0,中间项全部抵消后仅剩首项1和末项$-\frac{1}{n+1}$,因此:
$原式=1-\frac{1}{n + 1}$
通分计算得:
$1-\frac{1}{n + 1}=\frac{n+1}{n+1}-\frac{1}{n+1}=\frac{n+1-1}{n+1}=\frac{n}{n+1}$
【答案】
(1)$\frac{1}{n}-\frac{1}{n + 1}$;(2)$\frac{n}{n + 1}$
【知识点】
裂项相消法,规律探究,分数加减运算
【点评】
本题是典型的裂项类规律探究题,重点考查观察归纳能力和简便运算能力,解题关键是准确总结出分数拆分的规律,利用中间项抵消简化计算,该方法在分式简便运算中应用非常广泛。
【难度系数】
0.8
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