【学习研究】记一堂生动有趣的数学课

引言

端午节假期结束回来第一天,米老师给我们讲了一堂生动有趣的数学课,让我们明白了什么叫发现力、想象力、创造力。

课堂内容记录📝

问题引入

首先,米老师用他在端午假期刷抖音视频看到的一个数学题进行引入,让我们看到题目立刻写出答案,

第一题:

15=1+1 \frac{1}{5} = \frac{1}{ } + \frac{1}{ } 51=1+1

答案:

15=16+130 \frac{1}{5} = \frac{1}{6} + \frac{1}{30} 51=61+301

第二题:

15=1+1+1+1+1 \frac{1}{5} = \frac{1}{ } + \frac{1}{ }+\frac{1}{ } + \frac{1}{ } + \frac{1}{ } 51=1+1+1+1+1

答案:

15=19+172+156+142+130 \frac{1}{5} = \frac{1}{9} + \frac{1}{72}+\frac{1}{56} + \frac{1}{42} + \frac{1}{30} 51=91+721+561+421+301

第三题:

15=1−1 \frac{1}{5} = \frac{1}{ } - \frac{1}{ } 51=1−1

答案:

15=14−120 \frac{1}{5} = \frac{1}{4} - \frac{1}{20} 51=41−201

第四题:

15=1−1−1−1−1 \frac{1}{5} = \frac{1}{ } - \frac{1}{ }- \frac{1}{ } - \frac{1}{ } - \frac{1}{ } 51=1−1−1−1−1

答案:

15=11−12−16−112−120 \frac{1}{5} = \frac{1}{1} - \frac{1}{2}- \frac{1}{6} - \frac{1}{12} - \frac{1}{20} 51=11−21−61−121−201

观察上述题目的答案,你能得出什么规律?

视频中介绍的解法

首先用数学表达式来表示一个单位分数,并在其分子分母上同时乘以一个相同的数(A+B),得到:

1m=A+Bm(A+B) \frac{1}{m} = \frac{A+B}{m(A+B)} m1=m(A+B)A+B

第一步,假设B=1 ,则:

1m=A+1m(A+1) \frac{1}{m} = \frac{A+1}{m(A+1)} m1=m(A+1)A+1

使用同分母分数相加的法则 逆应用,则:

1m=Am(A+1)+1m(A+1) \frac{1}{m} = \frac{A}{m(A+1)} + \frac{1}{ m(A+1)} m1=m(A+1)A+m(A+1)1

第二步,假设m=A ,则:

1m=mm(m+1)+1m(m+1) \frac{1}{m} = \frac{m}{m(m+1)} + \frac{1}{ m(m+1)} m1=m(m+1)m+m(m+1)1

再根据分数约分规则 ,得到:

1m=1m+1+1m(m+1) \frac{1}{m} = \frac{1}{m+1} + \frac{1}{ m(m+1)} m1=m+11+m(m+1)1

米老师介绍的第二种解法:

首先罗列所有已知条件

1a+1b=1m \frac{1}{a} + \frac{1}{b} = \frac{1}{m} a1+b1=m1

存在,且a,b,m∈Z⁺,一定a,b>m,且∈Z⁺,m=P×Q,P,Q∈Z⁺,m>1。

开始推导

1a+1b=1m \frac{1}{a} + \frac{1}{b} = \frac{1}{m} a1+b1=m1

∴ 同时乘以a·b·m,则

am+bm=ab am+bm=ab am+bm=ab

将表达式挪到同一侧,则:

ab−am−bm=0 ab-am-bm=0 ab−am−bm=0

根据等式的性质,在表达式两侧同时加上m²,则:

ab−am−bm+m2=m2 ab-am-bm+m²=m² ab−am−bm+m2=m2

提取公因式 ,得到:

a(b−m)−m(b−m)=m2 a(b-m)-m(b-m)=m² a(b−m)−m(b−m)=m2

再次提取公因式 ,得到:

(a−m)(b−m)=m2 (a-m)(b-m)=m² (a−m)(b−m)=m2