兩個單位分數合成單位分數
如果N是自然數,則$\frac{1}{N}$是單位分數。
「如果A和B是自然數,則$\frac{1}{A}$+$\frac{1}{B}$=$\frac{1}{3}$有幾個解?」
因為$\frac{1}{B}$=$\frac{1}{3}$-$\frac{1}{A}$=$\frac{A-3}{3A}$ ,B=$\frac{3A}{A-3}=\frac{3(A-3)+9}{A-3}$=3+$\frac{9}{A-3}$ ,所以(A-3)是9的因數,即A-3=1、3、9,因此A= 4、6、12,得(A,B)=(4,12)、(6,6)、(12,4)。
$\large\frac{1}{4}$+$\large\frac{1}{12}$=$\large\frac{1}{3}$,$\large\frac{1}{6}$+$\large\frac{1}{6}$=$\large\frac{1}{3}$,有2個解。
「如果A和B是自然數,則$\frac{1}{A}$+$\frac{1}{B}$=$\frac{1}{4}$有幾個解?」
因為$\frac{1}{B}$=$\frac{1}{4}$-$\frac{1}{A}$=$\frac{A-4}{4A}$ ,B=$\frac{4A}{A-4}$=$\frac{4(A-4)+16}{A-4}$=4+$\frac{16}{A-4}$ ,所以(A-4)是16的因數,即A-4=1、2、4、8、16,因此A=
5、6、8、12、20,得(A,B)=(5,20)、(6,12)、(8,8)、(12,6)、(20,5)。
$\large\frac{1}{5}$+$\large\frac{1}{20}$=$\large\frac{1}{4}$,$\large\frac{1}{6}$+$\large\frac{1}{12}$=$\large\frac{1}{4}$,$\large\frac{1}{8}$+$\large\frac{1}{8}$=$\large\frac{1}{4}$,有3個解。
「如果A和B是自然數,則$\frac{1}{A}$+$\frac{1}{B}$=$\frac{1}{5}$有幾個解?」
因為$\frac{1}{B}$=$\frac{1}{5}$-$\frac{1}{A}$=$\frac{A-5}{5A}$ ,B=$\frac{5A}{A-5}$=$\frac{5(A-5)+25}{A-5}$=5+$\frac{25}{A-5}$ ,所以(A-5)是25的因數,即A-5=1、5、25,因此A=
6、10、30,得(A,B)=(6,30)、(10,10)、(30,6)。
$\large\frac{1}{6}$+$\frac{1}{30}$=$\frac{1}{5}$,$\large\frac{1}{10}$+$\large\frac{1}{10}$=$\large\frac{1}{5}$,有2個解。
n=3~8,列表如下
n |
n2 |
A-n |
A |
(A,B) |
$\frac{1}{A}$+$\frac{1}{B}$=$\frac{1}{n}$有幾個解? |
3 |
9 |
1,3,9 |
4,6,12 |
(4,12)、(6,6)、(12,4) |
2 |
4 |
16 |
1,2,4,8,16 |
5,6,8,12,20 |
(5,20)、(6,12)、(8,8)、(12,6)、(20,5)。 |
3 |
5 |
25 |
1,5,25 |
6,10,30 |
(6,30)、(10,10)、(30,6)。 |
2 |
6 |
36 |
1,2,3,4,6,9,12,18,36 |
7,8,9,10,12,15,18,24,42 |
(7,42)、(8,24)、(9,18)、(10,15)、(12,12)、(42,7)、(24,8)、(18,9)、(15,10)。 |
5 |
7 |
49 |
1,7,49 |
8,14,56 |
(8,56)、(14,14)、(56,8)。 |
2 |
8 |
64 |
1,2,4,8,16,32,64 |
9,10,12,16,24,40,72 |
(9,72)、(10,40)、(12,24)、(16,16)、(24,12)、(40,10)、(72,9)。 |
4 |
從以上的討論發現︰「如果A、B、n是自然數且$\frac{1}{A}$+$\frac{1}{B}$=$\frac{1}{n}$,則A-n是 n2 的因數。」
因為$\frac{1}{A}$+$\frac{1}{B}$=$\frac{1}{n}$,所以B=$\frac{nA}{A-n}=\frac{n(A-n)+n^2}{A-n}$=n+$\frac{n^2}{A-n}$ ,A-n是n2的因數。
「已知A、B、n是自然數且$\frac{1}{A}$+$\frac{1}{B}$=$\frac{1}{n}$,如果 n2 的正因數個數是a,則$\frac{1}{A}$+$\frac{1}{B}$=$\frac{1}{n}$有$\large\frac{a+1}{2}$個解。」
例如︰因為100=22×52,100的正因數有(2+1)(2+1)=9個,所以$\frac{1}{A}$+$\frac{1}{B}$=$\frac{1}{10}$的解有$\large\frac{9+1}{2}$=5 (個)。
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