书城童书中华少儿科普知识读本:数理化
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第6章 飞渡数学王国(6)

直到1976年9月,《美国数学会通告》宣布了一件震撼全球数学界的消息:美国 伊利诺斯大学的两位教授阿贝尔和哈根,利用电子计算机证明了地图的四色猜想是正 确的!他们将地图的四色问题化为2000个特殊的图的四色问题,然后在电子计算机上 计算了1200个小时,终于证明了四色问题。

地图着色问题

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正式提出地图着色问题的时间是1852年。当时伦敦大学的一名学生法朗西斯向他 的老师、著名的数学家、伦敦大学数学教授莫根提出了这个问题。莫根无法解答,求 助于其他的数学家,也没能解决。于是,这个问题一直传了下来。

55.两位数加减法的心得

两位数和两位数相加,如果不进位,心算是容易的。记住要从高位算起。例如 32+46,应当先算3+4=7,把结果”七十……“报出来,然后算出2+6=8,接着报出”八“ .要是先算个位2+6=8,象笔算那样做法,你就要在脑子里记住这个8,同时又去算 3+4=7,增加了大脑的记忆负担。

如果进位,仍应当从高位算起。但要用”先加后减“的方法来代替进位手续。例 如:37+48,在脑子里可以把它转换为37+50-2.便可以应声说出85.又加65+77,可想成 65+80-3,先报出”一百四十…“,再算出5-3=2,接着报出”…二“.

两位数减去两位数或一位数,如果个位够减,心算不难。方法仍然是从高位到低 位,边算边报结果。如需要借位,就用先减后加的办法。如52-29,可想成52- 30+1,34-7,可想成34-10+3,这就避免了进位的周折。

多位数的加减法,只要你能记得住题目中的数字,就能用类似的方法心算。窍门 有两个:

(1)从高位到低位,边算边报出结果。计算时注意会不会有进位与借位,如有 进位与借位,可以预先进上或借走。

(2)两数相加大于9时,可用一个数减另一数的”补数“.两数相减不够减时, 可用被减数加上减数的”补数“.所谓补数,就是能和该数凑成10的数。如:2的补数 是8,6的补数是4.

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例:要算3574+4681,先算3+4=7,照顾到后面5+6要进位,就预先进一位,报出结 果的首位”八千…“,接着5+6,可按5-4得出1,因为6的补数是4.照顾到后面7+8要进位 ,报出结果”…二百…“.然后把7+8按7-2算,报结果”…五十…“,最后个位4+1=5 就不成问题了。报结果时声音略拖长一点,显得迅速准确而且从容不迫。

减法类似:要算6347-3582,照顾到百位不够减,从6-3=3预借1,报出”二千…“. 下面的3-5按3+5算出8,照顾到后面不够减,报出”…七百…“,然后4-8按4+2=6,连7 -2=5一同报出”…六十五“.

用笔算的方法由低位开始算,在整个过程中要记住全部已得到的结果,当然不利 于心算。

56.两位数乘法的速算

计算63×67,掌握了窍门的人能立即写出答案4221,这里”21“是两个个位数3与7 之积,而42是6×(6+1),这个”6“是这两个数的公共的十位数字。类似地, 84×82=7208,这里72=8×(8+1),而8=2×4.道理很简单:当b+c=10时,有:

(10a+b)(10a+c)=100a(a+1)+bc=100a2+10a(b+c)+bc

类似地,当b+c=10时:

(10a+a)(10b+c)=100a(b+1)+ac

(10b+a)(10c+a)=100(bc+a)+a2

于是,可以迅速算出:

66×73=100×6×(7+1)+6×3=4818

36×76=100×(3×7+6)+6×6=2736

如果b+c比10略大或略小,可在上述计算的基础上略加调整,所用的公式是:

(10a+b)(10a+c)=100a(a+1)+bc+10(b+c-10)a

(10a+a)(10b+c)=100a(b+1)+ac+10(b+c-10)a

(10b+a)(10c+a)=100(bc+a)+a2+10(b+c-10)a

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分别各举一例:

67×64=100×6×(6+1)+7×4+(7+4-10)×6×10=4228+60=4288

66×74=100×6×(7+1)+6×4+(7+4-10)×6×10=4824+60=4884

76×46=100×(4×7+6)+6×6+(7+4-10)×6×10=3436+60=3496

如果b+c=5而a为偶数,也可以用类似方法速算。如:

83×82=100×8×8+406=6446

这里406的来历是(8÷2)×100+2×3=6806.你能弄清其中的原因吗?试试用速 算法计算88×32,还有38×28:

88×32=100×3×8+2×8+400=2816

38×28=100×3×2+8×8+400=1064

57.接近10、100、1000的乘法速算

有窍门的人计算998×997,不假思索地写出答案995006.是怎么算的呢?--先看出 998与1000的差是2,从997-2=995,便得到前三位,再用2与997与1000的差的数3相乘, 便得到后三位006.

这类速算窍门,来自等式:

(10m+a)(10m+b)=10m(10m+a+b)+ab

这里a、b可正可负,也可以一正一负。注意到等式右端括号里的10m+a本是原来 的被乘数。只要把这个被乘数加上b,便得到积的前m(或m+1)位,a乘b前面补0,得到 积的后m位。例:

16×13=10×(16+3)+3×6=208

96×93=100×(96-7)+4×7=8928

98×104=100×(98+4)-2×4=10192

113×104=100×(113+4)+13×4=11752

1098×1096=1000×(1098+96)+98×96=1194+100×(98-4)+2×4=1203408

994×1012=1000×(1012-6)+(-6)×12=1006000-72=1005928

58.除法的速算

四则运算中除法最麻烦。除法的速算也不容易。但也并非不能速算。

常用的方法之一是化除为乘。例如:

332÷25=332÷1004=3.32×4=13.28

58÷5=58÷102=5.8×2=11.6

另一种方法是尽可能把除数分解成一位的因数,例如:

3456÷24=(3456÷3)÷8=1152÷8=144

294÷28=(294÷7)÷4=42÷4=10.5

还有一种除法速算方法,通常不受人注意。介绍于下。这个方法用于除数比100 、1000、100000略小的情形。

例如,5403897÷997,速算的基本原理在于把997大致当成1000.在5403897里,一 眼可以看出有5403个1000,也就是至少,有5403个997,因而5403是商的主要部分!考 虑到1000=997+3,可见5403897中去掉5403个997之后,余下的数是 5403×3+897=16209+897.下一步再问:在16209+897里有多少个997?再把997粗看成 1000,又找出16个997,余下的是16×3+209+897=1154,1154里有1个997,余下157.

59.两位数平方的速算

个位数是5的两位数的平方,有极简单的速算方法:把它的10位数加1与10位数相 乘,后面写上25就行了。照这个办法,652的计算方法是(6+1)×6得42,后面添上 25,即652=4225.又如,252=625,这个”6“是(2+1)×2得来的。

个位数小于5的两位数的平方也可以速算。其方法是:把这个两位数和它的个位 数相加,再与它的十位数相乘,所得的积后面添上0,加上个位数的平方即可。例如: 432=(43+3)×40+9=1840+9=1849,242=(24+4)×20+16=560+16=576

个位数大于5的两位数的平方速算方法是:把这个两位数减去它的个位数的补数 ,乘上它的十位数与1之和,补0,加上个位数的补数的平方,例如:372=(37-3)× (3+1)×10+9=34×40+9=1369,982=(98-2)×(9+1)×10+4=9604.

这些速算方法的道理何在呢?请看下列三个恒等式,它们顺次分别说明了三种方 法:

(1)(10a+5)2=100a2+100a+25=100a(a+1)+25

(2)(10a+b)2=100a2+20ab+b2=10a(10a+2b)+b2

(3)(10a-b)2=100a2-20ab+b2=10a(10a-2b)+b2考考你

1.在243个零件中要找出1个废品,至少称几次?

2.怎样化循环小数为分数?

3.从1加到几再返回加到1的数怎样速算?

4.贾宪三角形是怎样排列出来的?

5.你知道爱因斯坦是怎样记的吗?

6.你知道李白的壶中原有多少酒吗?

大诗人李白酷爱喝酒。一次,李白带着酒壶外出,遇见一个酒店,就把壶中的酒 增加了一倍。接着李白见到了一片花丛,便饮酒作诗,喝下一斗酒。这种遇店酒加一 倍,见花饮酒一斗的情况反复了三次之后,李白喝光了壶中的酒。你知道李白壶中原 有多少酒吗?

7.请你算一下岳家军有多少人?

岳飞是宋朝的兵马大帅,他一向注重军事操练,培养出一支精锐的”岳家军“. 一次,岳家军全体出来接受检阅,组成了62个方阵,每个方阵的大小都一样,很是威 风。岳飞见了很高兴,脱下帅袍,加入将士们的行列。战旗一挥,阵势改变,包括岳 飞在内的全部人马重新排成了一个新的大方阵。

请你计算一下,岳家军共有多少人?

8.诸葛亮秘诀何在?

传说三国时代诸葛亮因见张飞生性粗暴,遇事不爱动脑筋,放心不下,特意设计 了一种棋让张飞来下,并通过下棋告诉他只有慎重思考才能百战百胜的道理。

这种棋的棋盘上是个五角星,在这五个角和五个交叉点上有10个摆棋子的位置。 他要张飞口里念着”一二三“,手指沿着棋盘的任何一条直线数3点,然后在第3点上 摆1个棋子,数的时候第1点和第3点必须是空位子,也不许拐弯;直到10个位置上摆 上了9个棋子,只剩一个空位子时,就算胜利结束。

张飞一看玩法这么简单,心中十分不耐烦,抓过棋子就下。他”一二三、一二三 !“地连数带下,哪知一连下了三天三夜都没有摆成。最后还是诸葛亮把秘诀告诉他 以后才摆成了。

请大家也摆摆看,诸葛亮的秘诀在哪里?

9.国王是如何择臣的?

从前,有一个国王,要选择一个聪明的大臣到外国去当大使。他就出了下面这一 个问题:

有一个三位数,它的十位数上的数是百位上的数的3倍,个位上的数是百位上的 数的2倍。这个数可能是多少?

10.你能帮武松数数念珠吗

武松,是家喻户晓的一位英雄人物。武松打虎的故事,更是妇孺皆知。这里讲的 是武松颈上的念珠的故事。

武松在景阳冈打死老虎后,经过一系列波折,最后也上了梁山。他的好朋友菜园 子张青,送他一串念珠。这串念珠共100多颗。武松拿在手中,3颗一数,正好数尽; 每5颗一数,最后余3;每7颗一数,最后也是余3.武松虽然力大伏虎,却始终数不清这 串念珠共有多少颗。你能帮他数清吗?

一天,爱因斯坦遇到一个女朋友,这个女朋友要求他有空时打电话给她。

”请你把电话号码记住。你知道,这个号码很长,不好记。“这个女朋友说。

”好,我听着。“

”24361“,爱因斯坦不解地说:”这有什么难记的呀!你说完我就记住了,这是 两打与19的平方!“

你能说出爱因斯坦是怎样记的吗?

参考答案:

1.把243个零件,先分成3堆,各堆81个,取其中的2堆称1次,就可以确定废品在 哪一堆里。再把这一堆,等分成3堆,每堆27个取其中的2堆再称1次。这样下去总共 只要称5次,就可以在243个零件中找出废品来了。

2.要把循环小数化为分数,只要把一个循环带当作分子,把99…9当作分母就行 了,9的个数应等于分子的因素,这条规则也可以用公式来表示:0,a1a2……ana1a2 ……ana1a2an……=a1a2……an99……9(共n个9)。

3.老老实实地加是可以得到正确结果的,但这不是速算。速算,就该掌握凡是从 1到某一个数(即n)再反过来加到1,结果都是到头那个数(n)的平方,如:从1加到 100再回头加到1是多少?解答是1002=10000.

4.把贾宪三角形仔细看看,就会清楚它的排列方法,它每下一行的数比上一行多 1个,两边都是1,中间各数都写在上一行两数的中间,且等于它们的和,如:第五行 的4就是第四行的3与1之和,6就是3与3之和,等等。

5.爱因斯坦所说的两打即(2×12),而361则正好是19×19.

6.原有酒78斗。

7.全部岳家军(包括岳飞在内),有3969人。

设原先62个小方阵每边的人数为y,最后岳飞加入后排成的大方阵每边人数为X,则 :

62y2+1=x262y2=(x-1)(x+1)

这个不定方程的最小解为:x=63y=8.显然不符题意的下一个解为x=7937y=1008, 则x2=79372≈80002≈64000000,岳家军不会有这么多人。故x=63,y=8符合题意。

8.1024一半一半地取,取到第10次时,就是”1“.根据这个道理,连续提10个问 题,就能找到所需要的数。

9.有三种可能:132、264、396

10.设念珠数为m;x、y、z为m被3、5、7除得的整数商,则可列出以下方程式: 3x=5y+3=7z+3=m.

从上式可得x=5y3+1

z=57y

从式中可定出y=21.

故念珠数为:m=5×21+3=108(颗)。