Mobirise Website Builder
Мнемонические правила

Во многих разделах различных наук встречаются мнемонические правила, т.е. правила, способствующие запоминанию. Например, всем известна со школьной скамьи фраза «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан», в которой «зашифровано» распределение цветов в солнечном спектре (красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый).
Такие правила есть и в математике

Mobirise Website Builder
Математика и химия

В химии, как и в других науках, математика используется все шире и шире. Попробую проиллюстрировать это на примере составления уравнений окислительно-восстановительных реакций.

Mobirise Website Builder
На пальцах и в уме

В детстве для сложения чисел мы все пользовались вычислительной машиной, устроенной самой природой – десятью пальцами. Оказывается, этим же «прибором» можно пользоваться и при умножении чисел.

Mobirise Website Builder
Методы решения геометрических задач

(скачать файл)

Mobirise Website Builder
Методы решения геометрических задач алгебраическими методами

(скачать файл)

Мнемонические правила

е: Можно использовать то, что в нем дважды повторяется год рождения Л.Н. Толстого (1828 г.):
е = 2,718281828… (тут и «связь» математики с литературой!)

Пи: Можно использовать стихотворение, приведенное в книге Я.И. Перельмана: «Это я знаю и помню прекрасно, пи многие знаки мне лишни, напрасны». Здесь количество букв в каждом слове обозначает очередную цифру в десятичной записи числа Пи (3,1415926...).

Обычно рекомендую запомнить, что sinx – функция «хорошая», а cosx – «плохая». Это означает, например, что для синуса в соответствующих формулах знак сохраняется, а для косинуса – меняется. Кроме того, для sinx произведения «смешанные», а для cosx – «одноименные»м


Аналогичное свойство применяется и для аркфункций: arcsinx и arctgx – «хорошие» функции, а arccosx и arcctgx – «плохие», т.е. выполняются равенства:

На помощь приходит правило «больше большего, меньше меньшего». Это означает, что при одноименных знаках неравенств оставляется одно, для которого в случае знака > правая часть выбирается самая большая, а при знаке < правая часть выбирается самая маленькая. Например:


Здесь можно использовать правило:
«Боковые ребра – R, боковые грани – r».
Таким образом, если в задаче идет речь о равенстве боковых ребер или об их равном наклоне к плоскости основания или высоте, то приходится иметь дело с описанной около основания окружностью (радиус описанной окружности принято обозначать через R), а если речь идет о равенстве высот боковых граней или об их равном наклоне, то задача решается с помощью вписанной в основание окружности (радиус вписанной окружности принято обозначать через r).
Для правильных усеченных пирамид при решении полезно строить сечение, проходящее через ось пирамиды и содержащее радиус описанной около основания окружности (R), если в условии идет речь о боковых ребрах усеченной пирамиды, и содержащее радиус вписанной в основание окружности (r), если речь идет о боковых гранях или их высотах.

Для вычисления производной сложной функции, т.е. сначала берется производная внешней функции («верхний лист капусты»), все остальное переписывается без изменения, затем умножается на производную следующей функции и т.д., пока не доберемся до последней, внутренней функции. [f(g(x))]’= f ’(g(x)) g’ (x)

Менее известно правило «зонтика», по которому с помощью второй производной определяется выпуклость и вогнутость функции. Если вторая производная меньше 0, имеет знак «–», то в «зонтике», который схематично изображает график функции, нет воды, т.е. функция выпуклая. Если вторая производная больше 0, имеет знак «+», то в «зонтике» есть вода, т.е. функция вогнутая.

На пальцах и в уме

Покажу, как «на пальцах» перемножить любые два числа от 6 до 10 включительно. Для этого пронумеруем пальцы рук: мизинец – 6, безымянный – 7, средний – 8, указательный – 9, большой – 10. Допустим, надо найти произведение 7 * 8. Для этого на левой руке загнем пальцы 6, 7, на правой руке – 6, 7, 8, затем количество загнутых пальцев обеих рук умножим на 10 и прибавим произведение количества распрямленных пальцев правой руки на количество распрямленных пальцев левой: 5 *10 + 2 * 3 = 56.

Поупражнявшись немного или научив этому нехитрому искусству младшего брата, еще плохо знающего таблицу умножения, вы заодно можете проверить, что этот способ всегда дает правильный результат. Почему?
Искомое число – это произведение a x b, где 6 ⩽ a ⩽ 10, 6 ⩽ b ⩽ 10. Ясно, что на левой руке загнуто a – 5 пальцев, а на правой b – 5. Таким образом, количество загнутых пальцев равно a + b – 10. На левой руке разогнуто 10 – a, на правой 10 – b пальцев. Их произведение равно (10 – a) * (10 – b).
Согласно высказанному, надо найти сумму: (a + b - 10) * 10 - (10 - a) * (10 - b).
Раскрыв скобки, мы убедимся, что сумма действительно равна a x b, то есть
a * b = (a + b - 10) * 10 - (10 - a) * (10 - b).

Таким образом, используемый нами метод умножения на пальцах обоснован.

* * *

Поглядев внимательно на тождество, легко понять, что вместо числа 10 можно поставить любое число m, то есть
a * b = (a + b - m) * m - (m - a) * (m - b).

Проверьте это! С помощью этого тождества можно быстро найти произведение двух таких чисел, у которых одно и то же число десятков, сотен и т. д.



Рассмотрим примеры.
1. Вычислим произведение 16 * 17. Возьмем m = 20. Тогда
    16 * 17 = (33 - 20) * 20 + 4 * 3 = 272.

2. Найдем произведение 42  44. В качестве m можно взять 50 или 40:
    42 * 44 = (86 - 50) * 50 + 8 * 6 = 1848,
    42 * 44 = (86 - 40) * 40 + 2 * 4 = 1848.

3. Чтобы найти произведение 121 * 103, возьмем m = 100. Тогда
    121 * 103 = (224 - 100) * 100 + 21 * 3 = 12463.


* * *

Возможно, вы знаете правило возведения в квадрат двузначных чисел, оканчивающихся на 5. Для того чтобы найти (10х + 5)², достаточно цифру х умножить на число, следующее за ним, и к полученному произведению дописать 25. Например,

35² = 3 * 4 * 100 + 25 = 1225 

Это правило является следствием равенства

(10 * х + 5)² = (х + 1) * х * 100 + 25,


которое, в свою очередь, частный случай предыдущего тождества.

© Copyright 2023 Zentsov Andrew - All Rights Reserved