whatsapp icon Математические Ресурсы Забавные Математические Сказки Интересно

Овладение умственной математикой: лучшие трюки и техники для быстрых вычислений и решения сложных задач.

Математические трюки могут быть веселым способом ускорить вычисления и поразить ваших друзей. Вот некоторые из лучших математических трюков:

Умножение на 11:
При умножении двузначного числа на 11 разделите две цифры и сложите их. Затем поместите сумму между исходными двумя цифрами.
Пример: \(35 \cdot 11=3 (3+5) 5=385 \)

Возведение в квадрат чисел, заканчивающихся на 5:
Возьмите первую цифру, умножьте ее на следующую более высокую цифру, а затем добавьте 25 к результату.
Пример: \( 75^2=(7 \cdot 8)25=5625 \)

Умножение на 5:
При умножении числа на 5 вы можете умножить на 10, а затем разделить на 2.
Пример: \( 48 \cdot 5=\frac{48 \cdot 10}{2} = 240 \)

Умножение на 9:
Чтобы умножить однозначное число на 9, вычтите 1 из числа, а затем вычтите результат из 9, чтобы получить вторую цифру.
Пример: \( 7\cdot 9=63 (7-1=6,9-6=3) \)

Быстрый расчет процентов:
Чтобы найти процент от числа, вы можете переместить десятичную точку на два разряда влево и умножить на процент.
Пример: \( 45 % от 200= 0.45 \cdot 200=90 \)

Сложение больших чисел:
При сложении больших чисел часто легче округлить их до ближайшего 10, 100 или 1000, а затем вычесть разницу.
Пример: \( \small 568+379=(570–2)+(380–1)=950–3=947 \)

Правила делимости:
Число делится на 2, если его последняя цифра четная.
Число делится на 3, если сумма его цифр делится на 3.
Число делится на 4, если последние две цифры делятся на 4.
Число делится на 5, если оно заканчивается на 0 или 5.
Число делится на 6, если оно делится на 2 и на 3.
Число делится на 9, если сумма его цифр делится на 9.
Число делится на 10, если оно заканчивается на 0.

Удвоение и деление пополам:
При умножении двух чисел вы можете удвоить одно число и разделить другое, чтобы упростить расчеты. Повторите процесс при необходимости.
Пример: \( 14 \cdot 24=(7 \cdot 48)=(3.5 \cdot 96)=336 \)

Умножение на 15:
Для умножения числа на 15 вы можете умножить число на 10, а затем добавить половину произведения к результату.
Пример: \( 15 \cdot 8=(8 \cdot 10)+(8 \cdot 5)=80+40=120 \)

Вычитание из 1,000:
Чтобы вычесть трехзначное число из 1,000, вычтите каждую цифру из 9, за исключением последней цифры, которую вы вычитаете из 10.
Пример: \( 1,000 –634=(9-6)(9-3)(10-4)=366 \)

Возведение в квадрат чисел, близких к 100:
Если число близко к 100, его можно возвести в квадрат, найдя разницу от 100, добавив/вычтя эту разницу, а затем умножив разницу на себя.
Пример: \( 97^2=(100–3)^2=(97–3) 3^2=94 09=9409 \)

Нахождение среднего значения двух чисел:
Чтобы найти среднее значение двух чисел, сложите их вместе и разделите на 2, или вы можете найти разницу между числами, разделить ее на 2, а затем добавить результат к меньшему числу.
Пример: Среднее значение 45 и 65 равно \( \frac{45+65}{2} = \frac{110}{2} = 55 \)

Быстрое возведение в степень с использованием возведения в квадрат:
Чтобы возвести число в степень, возведите число в квадрат, а затем умножьте его на себя необходимое количество раз. Это особенно полезно для вычисления степеней с четными показателями.
Пример: \( 3^4= (3^2 )^2= 9^2= 81 \)

Перевод между Фаренгейтом и Цельсием:
Чтобы перевести из градусов по Фаренгейту в градусы по Цельсию, вычтите 32 из температуры по Фаренгейту, а затем умножьте результат на \( \frac{5}{9} \). Для перевода из градусов Цельсия в градусы по Фаренгейту умножьте температуру по Цельсию на \( \frac{9}{5} \) и добавьте 32.
Пример: 68 F в градусах Цельсия \( (68-32) \cdot \frac{5}{9} = 36 \cdot \frac{5}{9} \approx 20^\circ \)

Нахождение суммы целых чисел от 1 до \(n\):
Чтобы найти сумму всех целых чисел от 1 до n, используйте формулу: \( \frac{n(n + 1)}{2} \)
Пример, Сумма целых чисел от 1 до 100:
\(1 \to 100=\frac{100 \cdot (100 + 1)}{2}=5050 \)

Нахождение площади равностороннего треугольника:
Зная длину стороны равностороннего треугольника, найдите площадь с помощью формулы:
\( \frac{\text{длина стороны}^2 \cdot \sqrt{3}}{4} \)
Пример, Площадь равностороннего треугольника со стороной длиной 6:
\( \frac{6^2 \cdot \sqrt{3}}{4} = 9 \sqrt{3} \)

Приближенное нахождение квадратных корней:
Чтобы приблизительно найти квадратный корень числа, близкого к квадрату, найдите ближайшие квадраты и используйте их в качестве опоры.
Пример: \( \sqrt{82} \) находится между \( \sqrt{81} \) \((9^2 )\) и \( \sqrt{100} \) \((10^2 )\), поэтому квадратный корень чуть больше 9.

Быстрое умножение на 12:
Чтобы умножить число на 12, сначала умножьте его на 10, а затем добавьте дважды исходное число.
Пример: \( 12 \cdot 7=(10 \cdot 7)+(2 \cdot 7)=70+14=84 \)

Быстрое деление на 5:
Чтобы разделить число на 5, вы можете умножить число на 2, а затем разделить на 10.
Пример: \( 48 \div 5 = \frac{48 \cdot 2}{10} = \frac{96}{10} = 9.6 \)

Быстрое умножение на число близкое к 100:
Чтобы умножить число на число, близкое к 100, найдите разницу от 100, добавьте/вычтите разницу, а затем умножьте разницы.
Пример: \( \small 97 \cdot 103=(100–3)(100+3)=10000–9=9991 \)

Умножение чисел между 10 и 20:
Чтобы умножить два числа между 10 и 20, сначала найдите сумму цифр единиц, затем добавьте сумму к 20 и умножьте результат на 10. Наконец, добавьте произведение цифр единиц.
Пример: \( \small 17 \cdot 14=((7+4)+20) \cdot 10+(7 \cdot 4)=310+28=338 \)

Сложение/вычитание смешанных чисел:
Для сложения или вычитания смешанных чисел сложите или вычтите целые числа и дроби отдельно, а затем упростите результат.
Пример: \( \small 4 \frac{1}{4} - 2 \frac{3}{4}=(4-2)+(\frac{1}{4} - \frac{3}{4})=2 - \frac{2}{4}= 1 \frac{1}{2} \)

Нахождение моды в наборе данных:
Чтобы найти моду (наиболее часто встречающееся значение) в наборе данных, подсчитайте количество раз, когда каждое значение появляется, а затем определите значение с наибольшим количеством.

Нахождение медианы в наборе данных:
Чтобы найти медиану (среднее значение) в наборе данных, сначала упорядочите значения по возрастанию, а затем найдите среднее значение. Если количество значений четное, найдите среднее двух средних значений.

Быстрое возведение в степень с использованием удвоения и деления наполовину:
Чтобы быстро возвести число в степень, многократно удваивайте число и делите показатель степени наполовину, пока показатель степени не станет 1.
Пример: \( \small 2^6 = 2 \cdot 2^5 = 4 \cdot 2^4 = 8 \cdot 2^3 = 16 \cdot 2^2 = 32 \cdot 2^1 = 64 \)

Пифагоровы тройки:
Пифагорова тройка состоит из трех положительных целых чисел \(a\), \(b\) и \(c\), таких что \(a^2 + b^2 = c^2 \). Один из способов создать пифагоровы тройки - использовать формулу Евклида:
\( a = m^2 - n^2\), \(b=2mn\), и \(c=m^2 + n^2 \), где \(m\) и \(n\) - положительные целые числа с \(m > n \).

Разность квадратов:
Разность двух квадратов может быть разложена как \( (a^2 - b^2 )= (a+b)(a–b) \). Это может быть полезно для упрощения выражений и решения уравнений.

Сумма кубов:
Сумму двух кубов можно разложить как \((a^3 +b^3 )=(a+b)(a^2 -ab+b^2 ) \)

Разность кубов:
Разность двух кубов может быть разложена как \( (a^3 - b^3) =(a–b)(a^2 + ab + b^2) \)

Квадратное уравнение:
Для решения квадратного уравнения вида \( ax^2+bx+c=0 \), используйте квадратную формулу:
\( x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \)

Биномиальная теорема:
Биномиальная теорема утверждает, что для любого неотрицательного целого числа \(n\) и любых действительных чисел \(a\) и \(b\),
\((a + b)^n = \sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k} b^k a^{n-k} \), где \(\binom{n}{k}\) - биномиальные коэффициенты, также известные как "n выбрать k" или количество способов выбора k элементов из набора из \(n\) элементов.

\( log_a (x \cdot y) =log_a (x) +log_a(y) \)

\( log_a ( \frac{x}{y} ) = log_a (x) -log_a (y) \)

\( log_a (x^n ) = n \cdot log_a (x) \)

Тождество Эйлера:
Тождество Эйлера - это изящное и глубокое уравнение, связывающее самые важные константы в математике: \(e^ {i \pi}+1=0 \), где \(e\) - основание натурального логарифма, \(i\) - мнимая единица, и \( \pi \) - отношение длины окружности к ее диаметру.

Вычисление производных:
Производная функции измеряет скорость изменения функции относительно ее входной переменной. Некоторые основные правила для вычисления производных включают:

\( (cf(x))'= c \cdot f' (x) \)

\( (f(x) \pm g(x))'=f' (x) \pm g' (x) \)

\( (f(x) \cdot g(x))' =f' (x) \cdot g(x)+f(x) \cdot g' (x) \)

\( ( \frac{f(x)}{g(x)} )'=\frac{(f' (x) \cdot g(x) - f(x) \cdot g' (x))}{g(x)^2} \)

\( (f(g(x)))'= f' (g(x)) \cdot g' (x) \)

Вычисление интегралов:
Интегрирование - это обратный процесс дифференцирования, используемый для нахождения площади под кривой или решения дифференциальных уравнений. Некоторые основные правила для вычисления интегралов включают:

\( \int (c \cdot f(x))dx = c \cdot \int (f(x)) dx \)

\( \int (f(x) \pm g(x)) dx = \int (f(x)) dx \pm \int (g(x)) dx \)

\( u=g(x) \) and \( \frac{du}{dx} = g'(x) \), then \( \int f(g(x)) \cdot g'(x) dx = \int f(u) du \)

\( \int u dv = uv - \int v du \) , где \(u\) и \(v\) - функции.

Ряд Тейлора:
Ряд Тейлора - это представление функции в виде бесконечной суммы членов, вычисленных по значениям ее производных в одной точке. Для функции \(f(x)\) и точки \(a\), ряд Тейлора имеет вид:
\( f(x) = \sum_{n=0}^{\infty} \frac{f^{(n)}(a)}{n!} (x - a)^n \) где \( f^{(n) } a \) представляет собой n-ую производную \(f\) вычисленную в точке \(a\)

Частичное разложение на простейшие дроби:
Частичное разложение на простейшие дроби - это техника, используемая для разложения рациональной функции (дроби, где числитель и знаменатель являются полиномами) в сумму более простых дробей. Это может быть полезно для интегрирования или решения дифференциальных уравнений.

Правило Крамера:
Правило Крамера - это метод решения системы линейных уравнений с использованием определителей. Для системы из \(n\) линейных уравнений с \(n\) переменными, если определитель матрицы коэффициентов отличен от нуля, уникальное решение можно найти, рассчитав определители матриц, полученных заменой одного столбца на константы и разделив каждый на определитель матрицы коэффициентов.

Диагонализация матриц:
Диагонализация - это метод, используемый для нахождения диагональной матрицы, аналогичной данной квадратной матрице, если это возможно. Диагонализация матрицы может упростить процесс возведения матрицы в степень или решения дифференциальных уравнений.

Скалярное произведение и векторное произведение:
Скалярное произведение двух векторов - это скалярное значение, и его можно вычислить как сумму произведений соответствующих компонент двух векторов. Векторное произведение двух векторов - это вектор, перпендикулярный обоим входным векторам, с величиной, равной площади параллелограмма, образованного двумя входными векторами.

Теорема Стокса:
Теорема Стокса связывает линейный интеграл векторного поля вдоль замкнутой кривой с поверхностным интегралом векторного вихря векторного поля по поверхности, ограниченной этой кривой:
\(\oint_C F \cdot d r = \iint_S \nabla \times F \cdot d S\) , где \(F\) - векторное поле, \(C\) - замкнутая кривая, и \(S\) - поверхность.