对于正数xx,规定f(x)=11+xf(x)=\dfrac{1}{1+x},例如f(4)=11+4=15f(4)=\dfrac{1}{1+4}=\dfrac{1}{5},f(14)=11+14=45f(\dfrac{1}{4})=\dfrac{1}{1+\dfrac{1}{4}}=\dfrac{4}{5},则f(2021)+f(2020)+f(2021)+f(2020)+…+f(2)+f(1)+f(12)++f(2)+f(1)+f(\dfrac{1}{2})+…+f(12020)+f(12021)+f(\dfrac{1}{2020})+f(\dfrac{1}{2021})的结果是()(\quad)
A. 40392\dfrac{4039}{2}
B. 40394039
C. 40412\dfrac{4041}{2}
D. 40414041

先不看答案,让 AI 诊断你卡在哪里?

它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的

完整解法

1. 探索函数值的规律,推导 $f(x) + f(\dfrac{1}{x})$ 的关系式

根据定义,我们尝试计算一些特殊的值,探寻规律:
对于正数 xx,有 f(x)=11+xf(x) = \dfrac{1}{1+x},
则 f(1x)=11+1x=xx+1f(\dfrac{1}{x}) = \dfrac{1}{1+\dfrac{1}{x}} = \dfrac{x}{x+1}。
将两者相加可得:
f(x)+f(1x)=11+x+x1+x=1+x1+x=1f(x) + f(\dfrac{1}{x}) = \dfrac{1}{1+x} + \dfrac{x}{1+x} = \dfrac{1+x}{1+x} = 1。
例如:
f(2)+f(12)=13+23=1f(2) + f(\dfrac{1}{2}) = \dfrac{1}{3} + \dfrac{2}{3} = 1,
f(3)+f(13)=14+34=1f(3) + f(\dfrac{1}{3}) = \dfrac{1}{4} + \dfrac{3}{4} = 1。

2. 将待求式子进行分组配对,并求出最终代数式的值

原式可以重新分组排列为:
[f(2021)+f(12021)]+[f(2020)+f(12020)]+⋯+[f(2)+f(12)]+f(1)\left[f(2021) + f(\dfrac{1}{2021})\right] + \left[f(2020) + f(\dfrac{1}{2020})\right] + \dots + \left[f(2) + f(\dfrac{1}{2})\right] + f(1)
从 22 到 20212021 共有 2021−2+1=20202021 - 2 + 1 = 2020 个项,即有 20202020 对两两配对的项。
每一对的和均为 11。
单独剩下的项为 f(1)=11+1=12f(1) = \dfrac{1}{1+1} = \dfrac{1}{2}。
因此,整个式子的结果为:
2020×1+f(1)=2020+12=404122020 \times 1 + f(1) = 2020 + \dfrac{1}{2} = \dfrac{4041}{2}。
故正确选项为 C。

答案

C

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