🎧 听讲解
先听一遍知识点讲解,再做下面的题~(音频只讲解,不含答案)
📘 今日知识点
数学里有两样东西,一样是"数",一样是"形"。平常我们做计算,只用数;画图形,只看形状。今天要学一种特别有用的想法——数形结合:把一串看不见的数的规律,画成一个看得见的图形;反过来,也能把一个图形,读成一个算式。有时候一个数怎么也想不明白的题,画出来反而一眼就懂。
先看第一串算式。请你先在纸上摆 1 个点,它就是一个边长是 1 的小正方形,所以 1 = 1 × 1。接着在它的右边和下边"拐一个直角弯",像英文字母 L 那样围上一圈,这一圈正好是 3 个点,于是一共 4 个点,排成了一个边长是 2 的正方形,也就是 1 + 3 = 4 = 2 × 2。再照着同样的办法,在外面又围一圈,这一圈是 5 个点,一共 9 个点,排成边长是 3 的正方形,也就是 1 + 3 + 5 = 9 = 3 × 3。再来一圈是 7 个点,一共 16 个点,边长是 4,也就是 1 + 3 + 5 + 7 = 16 = 4 × 4。
看出门道了吗?每次多围一圈,新加上的点数正好是接下来那个奇数;围出来的始终是一个更大的正方形。 所以得出第一条结论:从 1 开始的连续奇数相加,和就等于"个数 × 个数",也就是个数的平方。 这里有两个词必须卡死——"从 1 开始"和"连续",少了哪一个,这个办法都不能直接用。
用这个办法,最要紧的一步是数清个数。一个一个掰手指头数当然行,但数多了容易错。有个更快的方法:看这串数里最后一个数,用(最后一个数 + 1)÷ 2 就能算出个数。比如最后一个数是 7,(7 + 1)÷ 2 = 4,一共 4 个数,和就是 4 × 4 = 16,和前面画出来的一模一样。为什么能这么算?因为第 1 个奇数是 1,第 2 个是 3,第 3 个是 5……第几个奇数就等于"2 × 几减 1",所以把最后一个数加 1 再除以 2,正好倒推出它是第几个。
再看第二串算式,这次是分数。拿一个正方形当成整体"1",先取走它的一半,也就是二分之一;再把剩下的一半取走一半,也就是四分之一,两次一共取走了四分之三。接着再取剩下部分的一半,是八分之一,三次一共取走了八分之七。你会发现一件事:每一次取走的,都是"剩下那一块的一半",所以剩下的那一小块,永远和刚刚取走的那一块一样大。
照这个理儿,就得出第二条结论:这样一半一半地加下去,和永远等于 1 减去最后加的那一个数。 加到最后一块是八分之一时,和就是 1 减八分之一,等于八分之七,和前面算的一样。而且只要加的次数是有限的,最后总会剩下那么一小块没取走,所以和会越来越接近 1,却永远到不了 1。要是想真的等于 1,就得一直加下去、加个没完,那时候才谈得上"刚好是整个正方形"。
容易出错的地方有三个。第一个,拿到一串奇数就直接去数个数求平方,忘了先检查它是不是从 1 开始、中间有没有跳号。 只要开头不是 1,或者中间缺了一个数,围出来的就不是完整的大正方形,直接套规律一定错。第二个,数错了个数,一串数越长越容易数漏,老老实实用(最后一个数 + 1)÷ 2 去算最稳当。第三个,分数求和不看图,硬去通分,数字越通越大,算得又慢又容易错;记住"和等于 1 减去最后那一块",一句话就能口算出来。