题目内容

以(0,m)间的整数(m>1),m∈N)为分子,以m为分母组成分数集合A1,其所有元素和为a1;以(0,m2)间的整数(m>1),m∈N)为分子,以m2为分母组成不属于集合A1的分数集合A2,其所有元素和为a2;…,依此类推以(0,mn)间的整数(m>1,m∈N)为分子,以mn为分母组成不属于A1,A2,…,An-1的分数集合An,其所有元素和为an;则a1+a2+…+an=
 
考点:数列的应用,元素与集合关系的判断,进行简单的合情推理
专题:综合题,等差数列与等比数列
分析:由题意,可根据所给的规则进行归纳,探究出规律,再利用数列的有关知识化简即可得出结论
解答: 解:由题意a1=
1
m
+
2
m
+…+
m-1
m

a2=
1
m2
+
2
m2
+…+
m-1
m2
+
m+1
m2
+…+
2m-1
m2
+
2m+1
m2
+…+
m2-1
m2
=
1
m2
+
2
m2
+…+
m2-1
m2
-(
1
m
+
2
m
+…+
m-1
m
)=
1
m2
+
2
m2
+…+
m2-1
m2
-a1
a3=
1
m3
+
2
m3
+…+
m3-1
m3
-a2-a1

an=
1
mn
+
2
mn
+…+
mn-1
mn
-an-1-…-a2-a1
由上推理可得a1+a2+…+an=
1
mn
+
2
mn
+…+
mn-1
mn
=
1
mn
[1+2+3+…+(mn-1)]

由等差数列的求和公式得a1+a2+…+an=
1
mn
[1+(mn-1)]×(mn-1)
2
=
mn-1
2

故答案为
mn-1
2
点评:本题考查了等差数列的求和公式,归纳推理,元素与集合关系,考查了探究意识与创新解答问题的能力,本题难度较高,不易入手,惟有耐心细致的列举几个特殊例子才能发现解答本题的规律,此类探究型题可以培养出创新思维的能力
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