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常用的巧算和速算方法
【順逆相加】用“順逆相加”算式可求出若干個連續(xù)數(shù)的和。
例如著名的大數(shù)學家高斯(德國)小時候就做過的“百數(shù)求和”題,可以計算為
1+2+……+99+100
所以,1+2+3+4+……+99+100
=101×100÷2
=5050。
“3+5+7+………+97+99=?
3+5+7+……+97+99=(99+3)×49÷2= 2499。
這種算法的思路,見于書籍中最早的是我國古代的《張丘建算經(jīng)》。張丘建利用這一思路巧妙地解答了“有女不善織”這一名題:
“今有女子不善織,日減功,遲。初日織五尺,末日織一尺,今三十日織訖。問織幾何?”
題目的意思是:有位婦女不善于織布,她每天織的布都比上一天減少一些,并且減少的數(shù)量都相等。她第一天織了5 尺布,最后一天織了1 尺,一共織了30 天。問她一共織了多少布?
張丘建在《算經(jīng)》上給出的解法是:
“并初末日織尺數(shù),半之,余以乘織訖日數(shù),即得!薄按鹪唬憾ヒ徽伞。
這一解法,用現(xiàn)代的算式表達,就是
1 匹=4 丈,1 丈=10 尺,90 尺=9 丈=2 匹1 丈。(答略)
張丘建這一解法的思路,據(jù)推測為:如果把這婦女從第一天直到第30 天所織的布都加起來,算式就是
5+…………+1
在這一算式中,每一個往后加的加數(shù),都會比它前一個緊挨著它的加數(shù),要遞減一個相同的數(shù),而這一遞減的數(shù)不會是個整數(shù)。若把這個式子反過來,則算式便是
1+………………+5
此時,每一個往后的加數(shù),就都會比它前一個緊挨著它的加數(shù),要遞增一個相同的數(shù)。同樣,這一遞增的相同的數(shù),也不是一個整數(shù)。
假若把上面這兩個式子相加,并在相加時,利用“對應的數(shù)相加和會相等”
這一特點,那么,就會出現(xiàn)下面的式子:
所以,加得的結果是6×30=180(尺)
但這婦女用30 天織的布沒有180 尺,而只有180 尺布的一半。所以,這婦女30 天織的布是
180÷2=90(尺)
可見,這種解法的確是簡單、巧妙和饒有趣味的。
【分組計算】一些看似很難計算的題目,采用“分組計算”的方法,往往可以使它很快地解答出來。
例如:
求1 到10 億這10 億個自然數(shù)的數(shù)字之和。
這道題是求“10 億個自然數(shù)的數(shù)字之和”,而不是“10 億個自然數(shù)之和”。
什么是“數(shù)字之和”?例如,求1 到12 這12 個自然數(shù)的數(shù)字之和,算式是
1+2+3+4+5+6+7+8+9+1+0+1+1+1+1+2=5l。
顯然,10 億個自然數(shù)的數(shù)字之和,如果一個一個地相加,那是極麻煩,也極費時間(很多年都難于算出結果)的。怎么辦呢?我們不妨在這10 億個自然數(shù)的前面添上一個“0”,改變數(shù)字的個數(shù),但不會改變計算的結果。然后,將它們分組:
0 和999,999,999;1 和999,999,998;
2 和999,999,997;3 和999,999,996;
4 和999,999,995;5 和999,999, 994;
……… ………
依次類推,可知除最后一個數(shù),1,000,000,000 以外,其他的自然數(shù)與添上的0 共10 億個數(shù),共可以分為5 億組,各組數(shù)字之和都是81,如
0+9+9+9+9+9+9+9+9+9=81
1+9+9+9+9+9+9+9+9+8=81
………………
最后的一個數(shù)1,000,000,000 不成對,它的數(shù)字之和是1。所以,此題的計算結果是
。81×500,000,000)+1
=40,500,000,000+1
=40,500,000,001
【由小推大】“由小推大”是一種數(shù)學思維方法,也是一種速算、巧算技巧。
遇到有些題數(shù)目多,關系復雜時,我們可以從數(shù)目較小的特殊情況入手,研究題目特點,找出一般規(guī)律,再推出題目的結果。例如:
。1)計算下面方陣中所有的數(shù)的和。
這是個“100×100”的大方陣,數(shù)目很多,關系較為復雜。不妨先化大為小,再由小推大。先觀察“5×5”的方陣,如下圖(圖4.1)所示。
容易看到,對角線上五個“5”之和為25。
這時,如果將對角線下面的部分(右下部分)用剪刀剪開,如圖4.2 那樣拼接,那么將會發(fā)現(xiàn),這五個斜行,每行數(shù)之和都是25。所以,“5×5”方陣的所有數(shù)之和為25×5=125,即53=125。
于是,很容易推出大的數(shù)陣“100×100”的方陣所有數(shù)之和為1003=1,000,000。
(2)把自然數(shù)中的偶數(shù),像圖4.3 那樣排成五列。最左邊的叫第一列,按從左到右的順序,其他叫第二、第三……第五列。那么20xx 出現(xiàn)在哪一列:
因為從2 到20xx,共有偶數(shù)20xx÷2=1001(個)。從前到后,是每8 個偶數(shù)為一組,每組都是前四個偶數(shù)分別在第二、三、四、五列,后四個偶數(shù)分別在第四、三、二、一列(偶數(shù)都是按由小到大的順序)。所以,由1001÷8=125…………1,可知這1001 個偶數(shù)可以分為125 組,還余1 個。故20xx 應排在第二列。
【湊整巧算】用“湊整方法”巧算,常常能使計算變得比較簡便、快速。例如
。1)99.9+11.1=(90+10)+(9+1)+(0.9+0.1)=111
(2)9+97+998+6=(9+1)+(97+3)+(998+2)
=10+100+1000
=1110
。3)125+125+125+125+120+125+125+125
=155+125+125+125+(120+5)+125+125+125-5
=125×8-5
=1000-5
=995
【巧妙試商】除數(shù)是兩位數(shù)的除法,可以采用一些巧妙試商方法,提高計算速度。
(1)用“商五法”試商。
當除數(shù)(兩位數(shù))的10 倍的一半,與被除數(shù)相等(或相近)時,可以直接試商“5”。如70÷14=5,125÷25=5。
當除數(shù)一次不能除盡被除數(shù)的時候,有些可以用“無除半商五”。“無除”指被除數(shù)前兩位不夠除,“半商五”指若被除數(shù)的前兩位恰好等于(或接近)除數(shù)的一半時,則可直接商“ 5”。例如1248÷24=52,2385÷45=53
。2)同頭無除商八、九。
“同頭”指被除數(shù)和除數(shù)最高位上的數(shù)字相同。“無除”仍指被除數(shù)前兩位不夠除。這時,商定在被除數(shù)高位數(shù)起的第三位上面,再直接商8 或商9。
5742÷58=99,4176÷48=87。
。3)用“商九法”試商。
當被除數(shù)的前兩位數(shù)字臨時組成的數(shù)小于除數(shù),且前三位數(shù)字臨時組成的數(shù)與除數(shù)之和,大于或等于除數(shù)的10 倍時,可以一次定商為“9”。
一般地說,假如被除數(shù)為m,除數(shù)為n,只有當9n≤m<10n 時,n 除m 的商才是9。同樣地,10n≤m+n<11n。這就是我們上述做法的根據(jù)。
例如4508÷49=92,6480÷72=90。
。4)用差數(shù)試商。
當除數(shù)是11、12、13…………18 和19,被除數(shù)前兩位又不夠除的時候,可以用“差數(shù)試商法”,即根據(jù)被除數(shù)前兩位臨時組成的數(shù)與除數(shù)的差來試商的方法。若差數(shù)是1 或2,則初商為9;差數(shù)是3 或4,則初商為8;差數(shù)是5 或6,則初商為7;差數(shù)是7 或8,則初商是6;差數(shù)是9 時,則初商為5。若不準確,只要調小1 就行了。
例如
1476÷18=82(18 與14 差4,初商為8,經(jīng)試除,商8正確);
1278÷17=75(17 與12 的差為5,初商為7,經(jīng)試除,商7 正確)。
為了便于記憶,我們可將它編成下面的口訣:
差一差二商個九,差三差四八當頭;
差五差六初商七,差七差八先商六;
差數(shù)是九五上陣,試商快速無憂愁。
【恒等變形】恒等變形是一種重要的思想和方法,也是一種重要的解題技巧。
它利用我們學過的知識,去進行有目的的數(shù)學變形,常常能使題目很快地獲得解答。
例如
。1)1832+68=(1832-32)+(68+32)
=1800+100
=1900
(2)359.7-9.9=(359.7+0.1)-(9.9+O.1)
=359.8-10
=349.8
【拆數(shù)加減】在分數(shù)加減法運算中,把一個分數(shù)拆成兩個分數(shù)相減或相加,使隱含的數(shù)量關系明朗化,并抵消其中的一些分數(shù),往往可大大地簡化運算。
。1)拆成兩個分數(shù)相減。例如
又如
。2)拆成兩個分數(shù)相加。
例如
又如
【同分子分數(shù)加減】同分子分數(shù)的加減法,有以下的計算規(guī)律:
分子相同,分母互質的兩個分數(shù)相加(減)時,它們的結果是用原分母的積作分母,用原分母的和(或差)乘以這相同的分子所得的積作分子。
分子相同,分母不是互質數(shù)的兩個分數(shù)相加減,也可按上述規(guī)律計算,只是最后需要注意把得數(shù)約簡為既約(最簡)分數(shù)。
例如
。ㄗ⒁猓悍謹(shù)減法要用減數(shù)的原分母減去被減數(shù)的原分母。)
由上面的規(guī)律還可以推出,當分子都是1,分母是連續(xù)的兩個自然數(shù)時,這兩個分數(shù)的差就是這兩個分數(shù)的積,根據(jù)這一關系,我們也可以簡化運算過程。例如
【先借后還】“先借后還”是一條重要的數(shù)學解題思想和解題技巧。例如
做這道題,按先通分后相加的一般辦法,勢必影響解題速度。現(xiàn)在從“湊整”著眼,采用“先借后還”的辦法,很快就將題目解答出來了。
【個數(shù)折半】下面的幾種情況下,可以運用“個數(shù)折半”的方法,巧妙地計算出題目的得數(shù)。
。1)分母相同的所有真分數(shù)相加。求分母相同的所有真分數(shù)的和,可采用“個數(shù)折半法”,即用這些分數(shù)的個數(shù)除以2,就能得出結果。
這一方法,也可以敘述為分母相同的所有真分數(shù)相加,只要用最后一個分數(shù)的分子除以2,就能得出結果。
。2)分母為偶數(shù),分子為奇數(shù)的所有同分母的真分數(shù)相加,也可用“個數(shù)折半法”求得數(shù)。比方
。3)分母相同的所有既約真分數(shù)(最簡真分數(shù))相加,同樣可用“個數(shù)折
半法”求得數(shù)。
比方
【帶分數(shù)減法】帶分數(shù)減法的巧算,可用下面的兩個方法。
(1)減數(shù)湊整。例如
。2)交換位置。例如
在這兩種方法中,第(1)種“湊整”法,也可以運用到帶分數(shù)的加法中去。
例如
【帶分數(shù)乘法】有些特殊的帶分數(shù)相乘,可以采用一些特殊的巧算方法。
。1)相乘的兩個帶分數(shù)整數(shù)部分相同,分數(shù)部分的和是1,則乘積也是個帶分數(shù),它的整數(shù)部分是一個因數(shù)的整數(shù)部分乘以比它大1 的數(shù),分數(shù)部分是兩個因數(shù)的分數(shù)部分的乘積。例如
。2)相乘的兩個帶分數(shù)整數(shù)部分相差1,分數(shù)部分和為1,則積也是個帶分數(shù),它用較大數(shù)的整數(shù)部分的平方,減去分數(shù)部分的平方,所得的差就是這兩個帶分數(shù)的乘積。例如
。ㄗⅲ哼@是根據(jù)“(a+b)(a-b)=a2-b2”推出來的。)
(3)相乘的兩個帶分數(shù),整數(shù)部分都是1,分子也都是1,分母相差1,則乘積也是個帶分數(shù)。這個帶分數(shù)的整數(shù)部分是1,分子是2,分母與較大因數(shù)的分母相同。例如
讀者自己去試一試,此處略)。
【兩分數(shù)相除】有些分數(shù)相除,可以采用以下的巧算方法:
。1)分子、分母分別相除。在個別情況下,分數(shù)除法可沿用整數(shù)除法的做法:用分子相除的商作分子,用分母相除的商作分母。不過,這只有在被除數(shù)的分子、分母,分別是除數(shù)的分子、分母的整數(shù)倍數(shù)的情況下,計算才比較簡便。
例如
。2)分母相除,一次得商。在兩個帶分數(shù)相除的算式中,當被除數(shù)和除數(shù)的整數(shù)與分母調換了位置,而它們的分子又相同時,根據(jù)分數(shù)除法法則,只要用原除數(shù)的分母除以被除數(shù)的分母,所得的數(shù)就是它們的商。
例如
。ㄗⅲ河贸ǚ▌t可以推出這種方法,此處略。)
小數(shù)的速算與巧算——湊整
【知識精要】
湊整法是小數(shù)加減法速算與巧算運用的主要方法。用的時候主要看末位。但是小數(shù)計算中“小數(shù)點”一定要對齊。
【例題精講】
<一>湊整法
例1、 計算5.6+2.38+4.4+0.62。
【分析】5.6 與4.4 剛好湊成10,2.38 與0.62 剛好湊成3,這樣先湊整運算起來會更加簡便。
【解答】原式=(5.6+4.4)+(2.38+0.62)
=10+3
=13
【評注】湊整,特別是“湊十”、“湊百”等,是加減法速算的重要方法。
例2、計算:1.999+19.99+199.9+1999。
【分析】因為小數(shù)計算起來容易出錯。剛好1999 接近整千數(shù)20xx,其余各加數(shù)看做與它接近的容易計算的整數(shù)。再把多加的那部分減去。
【解答】 1.999+19.99+199.9+1999
=2+20+200+20xx-0.001-0.01-0.1-1
=2222-1.111
=2220.889
【評注】所謂的湊整,就是兩個或三個數(shù)結合相加,剛好湊成整十整百,我們也可以引申為讀整法,譬如此題!1.999”剛好與“2”相差0.001,因此我們就可以先把它讀成“2”來進行計算。
但是,一定要記住剛才“多加的”要“減掉”。“多減的”要“加上”!
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