常用的巧算和速算方法 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(xué)家高斯(德國)小時候就做過的“百數(shù)求和”題,可以計算為 所以,1+2+3+4+……+99+100 =101×100÷2 =5050。 又如,計算“3+5+7+………+97+99=?”,可以計算為 所以,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。”“答曰:二匹一丈”。 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(yīng)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(jié)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(jié)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(jié)果。然后,將 它們兩兩分組: 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(jié)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(xué)思維方法,也是一種速算、巧算技巧。 遇到有些題數(shù)目多,關(guān)系復(fù)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(jié)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(guān)系較為復(fù)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2002 出現(xiàn)在哪一列: 因為從2 到2002,共有偶數(shù)2002÷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2002 應(yīng)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(zhǔn)確, 只要調(diào)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(dāng)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(xué)過的知識,去進行有目的的數(shù)學(xué)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?jǐn)?shù)加減法運算中,把一個分?jǐn)?shù)拆成兩個分?jǐn)?shù)相減或相加, 使隱含的數(shù)量關(guān)系明朗化,并抵消其中的一些分?jǐn)?shù),往往可大大地簡化運算。 (1)拆成兩個分?jǐn)?shù)相減。例如 又如 (2)拆成兩個分?jǐn)?shù)相加。例如 又如 【同分子分?jǐn)?shù)加減】同分子分?jǐn)?shù)的加減法,有以下的計算規(guī)律: 分子相同,分母互質(zhì)的兩個分?jǐn)?shù)相加(減)時,它們的結(jié)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(zhì)數(shù)的兩個分?jǐn)?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?jǐn)?shù)。 例如 (注意:分?jǐn)?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(dāng)分子都是1,分母是連續(xù)的兩個自然數(shù)時, 關(guān)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(xué)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?jǐn)?shù)相加。求分母相同的所有真分?jǐn)?shù)的和,可采用 “個數(shù)折半法”,即用這些分?jǐn)?shù)的個數(shù)除以2,就能得出結(jié)果。 這一方法,也可以敘述為分母相同的所有真分?jǐn)?shù)相加,只要用最后一個分?jǐn)?shù) 的分子除以2,就能得出結(jié)果。 (2)分母為偶數(shù),分子為奇數(shù)的所有同分母的真分?jǐn)?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?jǐn)?shù)(最簡真分?jǐn)?shù))相加,同樣可用“個數(shù)折 半法”求得數(shù)。比方 【帶分?jǐn)?shù)減法】帶分?jǐn)?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?jǐn)?shù)的加法中去。 例如 【帶分?jǐn)?shù)乘法】有些特殊的帶分?jǐn)?shù)相乘,可以采用一些特殊的巧算方法。 (1)相乘的兩個帶分?jǐn)?shù)整數(shù)部分相同,分?jǐn)?shù)部分的和是1,則乘積也是個 帶分?jǐn)?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?jǐn)?shù)部分是兩 個因數(shù)的分?jǐn)?shù)部分的乘積。例如 (2)相乘的兩個帶分?jǐn)?shù)整數(shù)部分相差1,分?jǐn)?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?jǐn)?shù)部分的平方,所得的差就是這兩個 帶分?jǐn)?shù)的乘積。例如 (注:這是根據(jù)“(a+b)(a-b)=a2-b2”推出來的。) (3)相乘的兩個帶分?jǐn)?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?jǐn)?shù)。這個帶分?jǐn)?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?jǐn)?shù)相除】有些分?jǐn)?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?jǐn)?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?jǐn)?shù)相除的算式中,當(dāng)被除數(shù)和除數(shù) 的整數(shù)與分母調(diào)換了位置,而它們的分子又相同時,根據(jù)分?jǐn)?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 (注:用除法法則可以推出這種方法,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)2000,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+2000-0.001-0.01-0.1-1 =2222-1.111 =2220.889 【評注】所謂的湊整,就是兩個或三個數(shù)結(jié)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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