數(shù)學(xué)問題:計算
+
+
+…+
(其中m,n都是正整數(shù),且m≥2,n≥1).
探究問題:為解決上面的數(shù)學(xué)問題,我們運用數(shù)形結(jié)合的思想方法,通過不斷地分割一個面積為1的正方形,把數(shù)量關(guān)系和幾何圖形巧妙地結(jié)合起來,并采取一般問題特殊化的策略來進行探究.
探究一:計算
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+
+…+
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第1次分割,把正方形的面積二等分,其中陰影部分的面積為
;
第2次分割,把上次分割圖中空白部分的面積繼續(xù)二等分,陰影部分的面積之和為
+
;
第3次分割,把上次分割圖中空白部分的面積繼續(xù)二等分,…;
…
第n次分割,把上次分割圖中空白部分的面積最后二等分,所有陰影部分的面積之和為
+
+
+…+
,最后空白部分的面積是
.
根據(jù)第n次分割圖可得等式:
+
+
+…+
=1-
.
探究二:計算
+
+
+…+
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第1次分割,把正方形的面積三等分,其中陰影部分的面積為
;
第2次分割,把上次分割圖中空白部分的面積繼續(xù)三等分,陰影部分的面積之和為
+
;
第3次分割,把上次分割圖中空白部分的面積繼續(xù)三等分,…;
…
第n次分割,把上次分割圖中空白部分的面積最后三等分,所有陰影部分的面積之和為
+
+
+…+
,最后空白部分的面積是
.
根據(jù)第n次分割圖可得等式:
+
+
+…+
=1-
,
兩邊同除以2,得
+
+
+…+
=
-
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探究三:計算
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+…+
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(仿照上述方法,只畫出第n次分割圖,在圖上標(biāo)注陰影部分面積,并寫出探究過程)
解決問題:計算
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+
+…+
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(只需畫出第n次分割圖,在圖上標(biāo)注陰影部分面積,并完成以下填空)
根據(jù)第n次分割圖可得等式:
,
所以,
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+
+…+
=
.
拓廣應(yīng)用:計算
+
+
+…+
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