2. 我们在过去的学习中已经发现了如下的运算规律:
$15×15=1×2×100+25=225;$
$25×25=2×3×100+25=625;$
$35×35=3×4×100+25=1\ 225;$
$···$
请用含$a$($a$为正整数)的式子表示上述的规律:
$15×15=1×2×100+25=225;$
$25×25=2×3×100+25=625;$
$35×35=3×4×100+25=1\ 225;$
$···$
请用含$a$($a$为正整数)的式子表示上述的规律:
(10a+5)(10a+5)=100a²+100a+25
.答案
(10a+5)(10a+5)=100a²+100a+25
解析
【分析】首先观察给出的特例,发现15、25、35这类数的共同特征:十位数字为正整数a,个位数字是5,因此这类数可表示为10a+5;再看它们的平方结果,如15²=1×2×100+25,25²=2×3×100+25,将其转化为代数表达式后,通过完全平方公式展开验证,即可归纳出规律式。
【解析】设个位为5的数的十位数字为正整数a,则该数为10a+5,计算其平方:
(10a+5)(10a+5) = (10a)² + 2×10a×5 +5² = 100a² +100a +25,
该结果与例子中的运算规律一致,因此对应的规律式为(10a+5)(10a+5)=100a²+100a+25。
【答案】(10a+5)(10a+5)=100a²+100a+25
【知识点】完全平方公式、找规律
【点评】本题通过具体特例引导学生归纳代数规律,需结合完全平方公式验证,重点考查观察归纳能力与整式运算能力,属于基础代数规律题。
【难度系数】0.6
【解析】设个位为5的数的十位数字为正整数a,则该数为10a+5,计算其平方:
(10a+5)(10a+5) = (10a)² + 2×10a×5 +5² = 100a² +100a +25,
该结果与例子中的运算规律一致,因此对应的规律式为(10a+5)(10a+5)=100a²+100a+25。
【答案】(10a+5)(10a+5)=100a²+100a+25
【知识点】完全平方公式、找规律
【点评】本题通过具体特例引导学生归纳代数规律,需结合完全平方公式验证,重点考查观察归纳能力与整式运算能力,属于基础代数规律题。
【难度系数】0.6
变式 2.1 已知 $1+\dfrac{1}{3}=\dfrac{4}{3}=\dfrac{2^2}{3},2+\dfrac{1}{4}=\dfrac{9}{4}=\dfrac{3^2}{4},$
$3+\dfrac{1}{5}=\dfrac{16}{5}=\dfrac{4^2}{5},4+\dfrac{1}{6}=\dfrac{25}{6}=\dfrac{5^2}{6}.$ 设 $n$ 为正整数,
请用关于 $n$ 的等式表示这个规律
$3+\dfrac{1}{5}=\dfrac{16}{5}=\dfrac{4^2}{5},4+\dfrac{1}{6}=\dfrac{25}{6}=\dfrac{5^2}{6}.$ 设 $n$ 为正整数,
请用关于 $n$ 的等式表示这个规律
$n+\dfrac{1}{n+2}=\dfrac{(n+1)^2}{n+2}$
.答案
$n+\dfrac{1}{n+2}=\dfrac{(n+1)^2}{n+2}$
[解析]$\because 1+\frac{1}{3}=\frac{4}{3}=\frac{2^2}{3}$,
$2+\frac{1}{4}=\frac{9}{4}=\frac{3^2}{4},3+\frac{1}{5}=\frac{16}{5}=\frac{4^2}{5},4+\frac{1}{6}=\frac{25}{6}=\frac{5^2}{6}$,
$\therefore n+\frac{1}{n+2}=\frac{(n+1)^2}{n+2}$。
[解析]$\because 1+\frac{1}{3}=\frac{4}{3}=\frac{2^2}{3}$,
$2+\frac{1}{4}=\frac{9}{4}=\frac{3^2}{4},3+\frac{1}{5}=\frac{16}{5}=\frac{4^2}{5},4+\frac{1}{6}=\frac{25}{6}=\frac{5^2}{6}$,
$\therefore n+\frac{1}{n+2}=\frac{(n+1)^2}{n+2}$。
解析
【分析】
要找出等式的规律,需先观察已知的几个等式:左边第一个数依次为1、2、3、4,对应正整数n;左边第二个分数的分母依次为3、4、5、6,可发现分母比左边第一个数大2,即分母为n+2;右边的分数分子依次为2²、3²、4²、5²,分子是(左边第一个数+1)的平方,即(n+1)²,分母与左边第二个分数的分母相同。由此可归纳出用n表示的规律。
【解析】
当n=1时,左边为$1+\frac{1}{1+2}=1+\frac{1}{3}=\frac{4}{3}$,右边为$\frac{(1+1)^2}{1+2}=\frac{2^2}{3}=\frac{4}{3}$,等式成立;
当n=2时,左边为$2+\frac{1}{2+2}=2+\frac{1}{4}=\frac{9}{4}$,右边为$\frac{(2+1)^2}{2+2}=\frac{3^2}{4}=\frac{9}{4}$,等式成立;
同理,n=3、n=4时等式均成立,因此对于任意正整数n,规律为$n+\frac{1}{n+2}=\frac{(n+1)^2}{n+2}$。
【答案】
$n+\dfrac{1}{n+2}=\dfrac{(n+1)^2}{n+2}$
【知识点】
规律探究;代数式的表示
【点评】
本题是基础的规律探究题,通过观察已知等式的结构特征,归纳出变量间的关系,用含n的代数式准确表示规律,考查学生的观察、归纳与推理能力,难度适中。
【难度系数】
0.3
要找出等式的规律,需先观察已知的几个等式:左边第一个数依次为1、2、3、4,对应正整数n;左边第二个分数的分母依次为3、4、5、6,可发现分母比左边第一个数大2,即分母为n+2;右边的分数分子依次为2²、3²、4²、5²,分子是(左边第一个数+1)的平方,即(n+1)²,分母与左边第二个分数的分母相同。由此可归纳出用n表示的规律。
【解析】
当n=1时,左边为$1+\frac{1}{1+2}=1+\frac{1}{3}=\frac{4}{3}$,右边为$\frac{(1+1)^2}{1+2}=\frac{2^2}{3}=\frac{4}{3}$,等式成立;
当n=2时,左边为$2+\frac{1}{2+2}=2+\frac{1}{4}=\frac{9}{4}$,右边为$\frac{(2+1)^2}{2+2}=\frac{3^2}{4}=\frac{9}{4}$,等式成立;
同理,n=3、n=4时等式均成立,因此对于任意正整数n,规律为$n+\frac{1}{n+2}=\frac{(n+1)^2}{n+2}$。
【答案】
$n+\dfrac{1}{n+2}=\dfrac{(n+1)^2}{n+2}$
【知识点】
规律探究;代数式的表示
【点评】
本题是基础的规律探究题,通过观察已知等式的结构特征,归纳出变量间的关系,用含n的代数式准确表示规律,考查学生的观察、归纳与推理能力,难度适中。
【难度系数】
0.3
变式2.2 裂项相消法 观察下面的变形规律:
$\frac{1}{1 × 2} = 1 - \frac{1}{2};$
$\frac{1}{2 × 3} = \frac{1}{2} - \frac{1}{3};$
$\frac{1}{3 × 4} = \frac{1}{3} - \frac{1}{4}; \dots$
解答下面的问题:
(1)根据上述变化规律写出下面等号后面的式子:
$\frac{1}{4 × 5} = \_\_\_\_\_\_; \frac{1}{2\ 024 × 2\ 025} = \_\_\_\_\_\_.$
若$n$为正整数,猜想$\frac{1}{n(n + 1)} = \_\_\_\_\_\_.$
(2)求值:$\frac{1}{1 × 2} + \frac{1}{2 × 3} + \frac{1}{3 × 4} + \dots + \frac{1}{2\ 024 × 2\ 025}.$
$\frac{1}{1 × 2} = 1 - \frac{1}{2};$
$\frac{1}{2 × 3} = \frac{1}{2} - \frac{1}{3};$
$\frac{1}{3 × 4} = \frac{1}{3} - \frac{1}{4}; \dots$
解答下面的问题:
(1)根据上述变化规律写出下面等号后面的式子:
$\frac{1}{4 × 5} = \_\_\_\_\_\_; \frac{1}{2\ 024 × 2\ 025} = \_\_\_\_\_\_.$
若$n$为正整数,猜想$\frac{1}{n(n + 1)} = \_\_\_\_\_\_.$
(2)求值:$\frac{1}{1 × 2} + \frac{1}{2 × 3} + \frac{1}{3 × 4} + \dots + \frac{1}{2\ 024 × 2\ 025}.$
答案
(1)$\frac{1}{4}-\frac{1}{5}$;$\frac{1}{2\ 024}-\frac{1}{2\ 025}$;$\frac{1}{n}-\frac{1}{n+1}$
(2)$\frac{1}{1 × 2} + \frac{1}{2 × 3} + \frac{1}{3 × 4} + \dots + \frac{1}{2\ 024 × 2\ 025}$
$=1-\frac{1}{2}+\frac{1}{2}-\frac{1}{3}+\frac{1}{3}-\frac{1}{4}+\dots+\frac{1}{2\ 024}-\frac{1}{2\ 025}$
$=1-\frac{1}{2\ 025}$
$=\frac{2\ 024}{2\ 025}$。
(2)$\frac{1}{1 × 2} + \frac{1}{2 × 3} + \frac{1}{3 × 4} + \dots + \frac{1}{2\ 024 × 2\ 025}$
$=1-\frac{1}{2}+\frac{1}{2}-\frac{1}{3}+\frac{1}{3}-\frac{1}{4}+\dots+\frac{1}{2\ 024}-\frac{1}{2\ 025}$
$=1-\frac{1}{2\ 025}$
$=\frac{2\ 024}{2\ 025}$。
解析
【分析】本题考查裂项相消法的应用,解题思路是先观察已知的分数变形规律,总结出分子为1、分母为连续正整数乘积的分数的拆分规则,再利用拆分后的式子进行加减抵消,简化求和运算。首先根据给出的例子明确拆分方法:$\frac{1}{k(k+1)}=\frac{1}{k}-\frac{1}{k+1}$,再据此解决问题。
【解析】
(1) 观察已知变形规律:$\frac{1}{1×2}=1-\frac{1}{2}$,$\frac{1}{2×3}=\frac{1}{2}-\frac{1}{3}$,$\frac{1}{3×4}=\frac{1}{3}-\frac{1}{4}$,可得:
$\frac{1}{4×5}=\frac{1}{4}-\frac{1}{5}$;
$\frac{1}{2024×2025}=\frac{1}{2024}-\frac{1}{2025}$;
若$n$为正整数,则$\frac{1}{n(n+1)}=\frac{1}{n}-\frac{1}{n+1}$。
(2) 对所求式子进行裂项拆分:
$\frac{1}{1×2}+\frac{1}{2×3}+\frac{1}{3×4}+…+\frac{1}{2024×2025}$
$=1-\frac{1}{2}+\frac{1}{2}-\frac{1}{3}+\frac{1}{3}-\frac{1}{4}+…+\frac{1}{2024}-\frac{1}{2025}$
中间项相互抵消,剩余:
$=1-\frac{1}{2025}$
$=\frac{2024}{2025}$
【答案】(1)$\frac{1}{4}-\frac{1}{5}$;$\frac{1}{2024}-\frac{1}{2025}$;$\frac{1}{n}-\frac{1}{n+1}$ (2)$\frac{2024}{2025}$
【知识点】裂项相消法,有理数的运算
【点评】本题是裂项相消法的基础应用,通过观察分数的变形规律,掌握拆分技巧,将复杂的求和转化为简单的加减抵消,是有理数运算中简化计算的重要方法,需熟练掌握。
【难度系数】0.5
【解析】
(1) 观察已知变形规律:$\frac{1}{1×2}=1-\frac{1}{2}$,$\frac{1}{2×3}=\frac{1}{2}-\frac{1}{3}$,$\frac{1}{3×4}=\frac{1}{3}-\frac{1}{4}$,可得:
$\frac{1}{4×5}=\frac{1}{4}-\frac{1}{5}$;
$\frac{1}{2024×2025}=\frac{1}{2024}-\frac{1}{2025}$;
若$n$为正整数,则$\frac{1}{n(n+1)}=\frac{1}{n}-\frac{1}{n+1}$。
(2) 对所求式子进行裂项拆分:
$\frac{1}{1×2}+\frac{1}{2×3}+\frac{1}{3×4}+…+\frac{1}{2024×2025}$
$=1-\frac{1}{2}+\frac{1}{2}-\frac{1}{3}+\frac{1}{3}-\frac{1}{4}+…+\frac{1}{2024}-\frac{1}{2025}$
中间项相互抵消,剩余:
$=1-\frac{1}{2025}$
$=\frac{2024}{2025}$
【答案】(1)$\frac{1}{4}-\frac{1}{5}$;$\frac{1}{2024}-\frac{1}{2025}$;$\frac{1}{n}-\frac{1}{n+1}$ (2)$\frac{2024}{2025}$
【知识点】裂项相消法,有理数的运算
【点评】本题是裂项相消法的基础应用,通过观察分数的变形规律,掌握拆分技巧,将复杂的求和转化为简单的加减抵消,是有理数运算中简化计算的重要方法,需熟练掌握。
【难度系数】0.5
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