从惊人的速算表演谈起(心算开31次方)

百科漫谈课程 2025-02-23 05:13:02

对数定义的意境图

或许当下仍有人不了解数学这门学科存在的必要性,

但数学正是照亮黑暗的光。

青天白日自不需要点灯相助,

可如今世界已堕入茫茫黑夜,

星辰之光已是救命稻草。

——冈洁(日本数学家,1901~1978)

图片由AI生成

在美国队长克里斯·埃文斯担任男主的影片《天才少女》中,7岁的小学一年级学生玛丽不但能够心算135×57=7695,还顺便开平方求出√7695≈87.7,让小学数学老师当场震惊了。

接下来请看更为惊人的速算表演:35位数心算开31次方。

第七种数学运算:舞台上的对数

一位速算专家所能在大庭广众之下表演出的最惊人的节目,无疑要算下面这一手了。因为预先见着广告,知道这位速算专家能够用心算求出大数的高次方根,你就苦苦地先算好某个数的31次乘方,存心想用这么得出来的一个35位数字的主力舰来打败那速算专家。候到一个适当的时机,你招呼着速算专家说道:

“请你把下面的一个35位数的31次方根求出来!你写,我念数字。”

速算专家捡起一支粉笔,不等你开口念第一位数码,他已经写出结果来:13.

还不知道什么数,他居然就能把它开方,并且还是开31次方,又用的是心算,速度快如闪电!

你和你的小伙伴们都惊呆了!可是这发生的一切没有一点超自然的事迹。其中的秘密很简单,这就是因为只有一个数,即13的31次乘方能够得到35位的结果。比13小的数,得出结果不到35位,比13大的数,结果又超出35位了。

可是这一点速算专家是怎么知道的呢?13这个数他又是怎样求出来的呢?他就是仰仗着对数——前面10至15个数的2位对数,他是烂熟于心。要牢记这些数的对数完全不像初看起来那样困难,尤其是如果我们运用“合数的对数等于它的质因数的对数之和”这个法则。只要牢记2,3,7的对数,你就已经记得前十个数的对数了。至于其次十个数,那你还得再默记4个数的对数。

(我们记起,log5=log(10/2)=1-log2)

不管用什么方法,这位速算专家心里摆好了下面的两位对数表:

真数↔对数 真数↔对数

2↔0.30 ;11↔1.04

3↔0.48; 12↔1.08

4↔0.60 ;13↔1.11

5↔0.70; 14↔1.15

6↔0.78; 15↔1.18

7↔0.85 ;16↔1.20

8↔0.90; 17↔1.23

9↔0.95 ;18↔1.26

.....................19↔1.28

这使你吃惊的数学把戏,关键就在于:

因此所求的对数(设为x)可以包含在两个限度之间:

就是在1.09和1.13之间。

在这段范围里面属于整数的对数只有一个,即1.11,那就是13的对数。这样,就求出那个让人震惊的结果了。当然,要把这一切极快地心算出来,还得心思灵活,并具备专业的熟练。可是就根本上说,我们已经看到,事情是够简单的。你自己也可以变同样的戏法,即使不是用心算,总还可以在纸上来做。

譬如有人向你提出这个问题:把一个20位的数开64次方。

用不着再问这个数是什么,你就可以宣布开方的结果:即所求的根等于2。

事实上,

因此,这个对数可以包含在

即在0.29和0.32之间。这个范围内属于整数的对数只有一个:0.30,那就是2的对数。

最后你甚至还可以揭穿哑谜,告诉他,那个他心中打算念给你听的是什么数:那就是著名的“西洋象棋发明人的奖赏问题”中的数

2⁶⁴=18,446,744,073,709,551,616.

文章来源:

本文是苏联科普作家别莱利曼《趣味代数学》第八章:第七种数学运算,第六节:舞台上的对数。

1614年纳皮尔发明了对数。从此,数学家作为探索未知世界的勇士,手中又多了一把锋利的倚天剑。正所谓:剑起锋所及,犹闻悲鸣声。

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