求「分母為同一個整數的所有最簡真分數的和」的公式探究 - 小明...

2020-12-12 小明100分數學

一、提出問題

分母(>2)是同一個整數的所有最簡真分數的和是整數。那麼,這樣的題目,有具體的計算公式嗎?

二、解決問題

問題:分母為m(>2)的所有最簡真分數的和的計算公式。

1、當m為質數時:

當m為質數時,1/m、2/m、……、(m-1)/m都是最簡真分數,

它們的和就是,(1+2+……+m-1)/m=(m-1)/2。

因為m是>2的質數,所以m一定是>2的奇數,所以m-1是偶數,所以,(m-1)/2是整數。

綜上所述,當m為質數時,分母為m(>2)的所有最簡真分數的和是(m-1)/2。

2、當m是合數時,我們可以用列舉去除法來確定所有的最簡真分數,然後求和。

(1)當m為偶合數時,

根據最簡分數的成對出現規律,我們可以確定分子從1到m/2之間有多少個最簡分數,那麼,和就是多少個1。

把m分解質因數,如果分子不是其中質因數或質因數倍數的倍數,那麼,這個分子和分母m組成的分數就一定是最簡真分數。

(2)當m為奇合數時,

和上面偶合數情況類似,只需要找分子在1到(m-1)/2之間的最簡分數即可。

三、應用舉例

1、求分母為13的所有最簡真分數的和。

解:13為質數,公式為(m-1)/2,代入公式可得,(13-1)/2=6。

2、求分母為50的所有最簡真分數的和。

解:將50分解質因數,50=5×5×2,從1--25之間去掉質因數2和5以及它們的倍數(2、4、5、6、8、10、12、14、15、16、18、20、22、24、25),還剩下1、3、7、9、11、13、17、19、21、23這10個數,所以結果為10。

3、求分母為75的所有最簡真分數的和。

解:將75分解質因數,75=5×5×3,從1--37之間去掉質因數3和5以及它們的倍數(3、5、6、9、10、12、15、18、20、21、24、25、27、30、33、35),還剩下1、2、4、7、8、11、13、14、16、17、19、22、23、26、28、29、31、32、34、36這20個數,所以結果為20。

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