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分母是7的最简真分数的和是多少?

shiwaishuzidu2025年10月14日 03:52:59学习资源1

分母是七的最简真分数的和是一个有趣的数学问题,首先需要明确几个概念,真分数是指分子小于分母的分数,而最简真分数则是指分子与分母互质,即除了1以外没有其他公约数的分数,对于分母为7的分数,我们需要找出所有满足1≤分子<7,且分子与7互质的整数,然后将这些分数相加。

分母为7的分子可能取值为1、2、3、4、5、6,接下来逐一检查这些数与7是否互质,7是一个质数,因此所有小于7的正整数都与7互质,因为质数的约数只有1和它本身,分母为7的最简真分数共有六个,分别是1/7、2/7、3/7、4/7、5/7和6/7,这些分数都是最简形式,因为它们的分子和分母没有公约数大于1。

现在需要计算这些分数的和,将它们相加:1/7 + 2/7 + 3/7 + 4/7 + 5/7 + 6/7,由于所有分数的分母相同,可以直接将分子相加,分母保持不变,分子相加的结果为1+2+3+4+5+6=21,因此总和为21/7,21除以7等于3,所以分母是七的最简真分数的和是3。

为了更直观地理解这个过程,可以通过表格来展示这些分数及其求和步骤:

分子 分母 分数形式 是否为最简真分数 分子相加
1 7 1/7 1
2 7 2/7 2
3 7 3/7 3
4 7 4/7 4
5 7 5/7 5
6 7 6/7 6

从表格中可以清晰地看到,所有分母为7的真分数都是最简形式,且它们的分子之和为21,因此总和为21/7=3,这个结果也可以从数学规律中推导出来,对于任意质数p,分母为p的最简真分数共有p-1个,它们的和始终等于(p-1)/2,这是因为这些分数关于1/2对称,例如1/7和6/7的和为1,2/7和5/7的和为1,3/7和4/7的和为1,共有三对,总和为3,这一规律验证了我们的计算结果。

进一步思考,这个问题的解决过程展示了数论中的一些基本概念,如质数、互质和分数的运算,通过具体例子,可以更好地理解抽象的数学理论,这种类型的题目在数学竞赛和教学中也较为常见,有助于培养学生的逻辑思维和计算能力。

相关问答FAQs:

  1. 为什么分母为7的最简真分数的和是整数?
    答:因为7是质数,所有小于7的正整数都与7互质,因此分母为7的最简真分数共有6个,这些分数可以配对相加,如1/7+6/7=1,2/7+5/7=1,3/7+4/7=1,共三对,总和为3,这种对称性使得最终结果为整数。

  2. 如果分母不是质数,如何求最简真分数的和?
    答:如果分母不是质数,需要先筛选出与分母互质的分子,分母为6时,最简真分数为1/6和5/6(因为2、3、4与6不互质),它们的和为1,一般步骤是:列出所有小于分母的正整数,筛选出与分母互质的数作为分子,然后计算这些分数的和。

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