Pokazywanie postów oznaczonych etykietą potęgi. Pokaż wszystkie posty
Pokazywanie postów oznaczonych etykietą potęgi. Pokaż wszystkie posty

czwartek, 7 czerwca 2018

Nietypowe sztuczki potęgowania inspirują do dalszego odkrywania

... bo zachęcają do testowania jak też dają radość działania.

Bardzo często matematyczne sztuczki z liczbami wywołują zaciekawienie, niedowierzanie czy wręcz szok. Dzieje się tak, gdyż wydaje się, że umysł nie jest w stanie tak sprawnie posługiwać się liczbami, aby wykonywać na nich operacje tak szybko jak kalkulator. Niemniej są pewne sztuczki, które mogą sprawić, że każdy będzie chciał poznać nie tylko tajemnice błyskawicznego liczenia, ale również sam posiąść tę umiejętność. Takich magicznych sztuczek i trików jest wiele. Tym razem pokażę dwie, które mogą być z powodzeniem wykorzystane do zaprezentowania "efektu wow".


Pierwsza sztuczka jest związana z mnożeniem dwóch tych samych liczb przez siebie, których ostatnia cyfra to 5. Zauważmy, że druga potęga liczby 5 wynosi 25, więc to będą ostatnie dwie cyfry naszego wyniku. A co dopisujemy przed nimi? Otóż wykonujemy mnożenie (iloczyn) liczby (cyfry) występującej przed 5 przez liczbę (cyfrę) o 1 większą. Sztuczka jest dość prosta, ale wymaga przećwiczenia. Warto dodać, że im lepiej znamy potęgowanie kwadratowe (przynajmniej do 20), tym szybciej możemy obliczyć wynik naszej liczby.

Pozornie wydaje się, że tak prosta sztuczka nic nie wnosi do umysłu dziecka lub początkującej osoby. Niemniej jeśli odpowiednio zaprojektujemy ćwiczenia, to okaże się, że może ona być znacznie bardziej wartościowa aniżeli można na pierwszy rzut oka zauważyć.

 

Dodatkowo można pobawić się potęgami (kwadratowymi) w taki sposób, aby temat twierdzenia Pitagorasa wydał się całkiem znajomy. Co w tym celu warto zrobić? Otóż poszukujemy takich dwóch liczb, których suma kwadratów da nam kwadrat trzeciej liczby. Najprostszym przykładem są liczb 3 i 4. Dlaczego? Otóż kwadrat 3 to 9, zaś kwadrat 4 to 16. Po dodaniu do siebie 9 i 16 otrzymujemy 25, a ta liczba to jest kwadratem 5. Dobrze jest w tym ćwiczeniu mieć widoczną tabelę z potęgami kwadratowymi od 2 do 20. Dzięki temu unikniemy błędów wynikających ze zbytniego obciążenia pamięci. Dodam jeszcze, że do wartości 400, takimi liczbami kwadratowymi są przykładowo: 6, 8 i 10 (36+64=100), a następnie 9, 12, 15 (81+144=225) oraz 12, 16 i 20 (144+256=400).

Na koniec jeszcze jeden pomysł do wykorzystania i inspiracji. Chodzi o sztuczkę związaną z jedynkami. Obrazek poniżej powinien wszystko wyjaśnić. Natomiast dzieci samodzielnie powinny odkrywać schemat (regułę) dzięki któremu powstaje kolejny wynik. Jednym z prostych wyjaśnień może być to, że zaczynamy od 1 i wchodzimy pod górkę (po schodach) aż do środkowej wartości, a potem zjeżdżamy (schodzimy) w dół z górki (po schodach) aż do 1. Można również zacząć od środka i dopisywać po obu stronach cyfry o 1 mniejsze - tak jakby odbijały nam się w lustrze. I w końcu można zapisać tylko jedną część do środka i przystawić lustro w środkowej liczbie, a w lustrze widzimy odbicie drugiej (pozostałej) części liczby. Na koniec warto jeszcze pomyśleć w jaki sposób sprytnie możemy zliczyć sumę wszystkich cyfr naszej końcowej liczby. Im więcej pomysłów, tym lepiej! Pamiętajmy, że to właśnie dzięki takim ćwiczeniom rozwijamy naszą wyobraźnię, twórczość oraz dostrzegamy ukryte zależności i relacje. A to właśnie kolejny krok do sukcesu i mistrzostwa w odkrywaniu matematycznych tajemnic!


Podsumowanie: zabawa z potęgami ma wiele istotnych zastosowań. Dzięki odkrywaniu zależności, tworzeniu reguł oraz sprawdzaniu naszych pomysłów możemy dostrzegać coraz więcej matematycznych cudów i tajemnic, które potem będziemy mogli podziwiać jak i wykorzystywać w realnym świecie. Im więcej ciekawych oraz inspirujących elementów będziemy mogli dostrzegać i łączyć ze sobą, tym szybciej zrozumiemy, że matematyka jest niesamowicie ciekawą nauką, której odkrywanie może sprawiać ogromną radość i dawać poczucie szczęścia.

wtorek, 5 czerwca 2018

Nie tylko potęgi kwadratowe i sześcienne są podobne i wymienne

... lecz przy okazji są naprawdę przydatne i zarazem cenne!

W procesie nauki na poziomie szkoły średniej pojawiają się pewne wartości (liczby), które warto znać. Występują one na tyle często, że ich znajomość przynosi większą płynność podczas rozwiązywania zadań. To z kolei przekłada się na lepsze ich zrozumienie, gdyż umysł nie jest przeciążony nadmiernymi obliczeniami rachunkowymi.

Od dłuższego czasu zastanawiałem się nad tym jakie wartości związane z potęgami kwadratowymi i sześciennymi (drugiego i trzeciego stopnia) warto znać. Okazuje się, że w praktyce jest ich zaledwie około 50-60. Dlaczego akurat te liczby są tak istotne? Otóż powód jest prosty: występują one stosunkowo najczęściej, gdyż dobrze widać na nich różne matematyczne sztuczki dzięki którym nie jest konieczne liczenie wszystkiego na piechotę. Chodzi o to, aby używając matematycznych wzorów i logicznych reguł, przekształcać w taki sposób dane wyrażenie, aby dojść do celu (wyniku) jak najkrótszą i zarazem najprostszą drogą.

Poniżej mamy właśnie tę magiczną tabelę, która powinna zostać zapisana w pamięci naszego umysłu (na naszym wewnętrznym dysku). Dzięki temu ćwiczenia związane z potęgami oraz procesem potęgowania będą przebiegały znacznie płynniej.


W jakiej kolejności należy się uczyć tej tabeli? Każdy może samodzielnie o tym zdecydować - w zależności od tego, które wartości będą mu potrzebne. Ja uczę się tego w ten sposób:

1. Najpierw pionowa kolumna dla wartości drugiej potęgi. Począwszy od wyniku 4, a kończąc na 400.
2. Następnie poziomy wierszy dla wartości liczby 2. I zaczynamy od 4 i kończymy na 1024.
3. Później to samo (poziomy wiersz) dla liczby 3.
4. Dalsza nauka dla liczby 4 - przy czym wystarczy do wartości 4096.
5. Potem już z górki, bo to samo dla liczby od 5 do 9.

I na sam koniec - jak już wszystkie pozostałe wartości są naprawdę bardzo dobrze opanowane - można zająć się kolumną zaznaczoną na fioletowo. Są to wartości trzeciej potęgi dla liczb od 11 do 20.

Z mojego doświadczenia i analiz zadań wynika, że opanowanie tych wartości jest wystarczające, aby płynnie rozwiązywać około 90-95% zadań w których konieczne jest odtworzenie wyniku. Znacznie bardziej istotne będzie znajdowanie relacji między tymi wynikami, bo to bardzo mocno przyspieszy nam proces dojścia do celu.

A gdyby z tej tabeli jeszcze wybrać absolutnie najważniejsze liczby, których opanowanie jest niezbędne? Moim zdaniem wystarczy opuścić naukę fioletowych liczb oraz wartości dla 7 i 8 potęgi liczby 3 i 4 (są nimi odpowiednio: 2187, 6561 i 16384, 65536). I dzięki temu mamy zaledwie 50 liczb, które dadzą nam płynność w liczeniu. Można to potraktować jako poszerzoną tabliczkę mnożenia, która obowiązuje aż do ukończenia nauki na poziomie szkoły średniej. Tylko tyle... i aż tyle!

Tak naprawdę biegłość (mistrzostwo) w potęgach będzie polegała na tym, aby szybko i poprawnie rozbijać wartości na mniejsze potęgi. Jeśli wiemy potęgą jakiej liczby jest dana wartość, wówczas przekształcenia będą leciały z prędkością pocisku wystrzelonego z karabinu maszynowego.

I na koniec małe co nieco. Dobrym pomysłem jest przećwiczenie tabeli, tak więc zalecana karta pracy do sprawdzenia siebie.


Po małej rozgrzewce można spróbować sił w zadaniach dotyczących działań na potęgach. Pozornie wyglądają groźnie, ale w praktyce wystarczy porozbijać liczby na takie w których podstawa potęgi będzie jednakowa i przy dalszym obliczaniu zastosować dwa magiczne wzory (mnożenie i dzielenie potęg o tych samych podstawach). Jest to dużo prostsze niż się na początku wydaje, ale tak jak inne matematyczne zagadnienia - zrozumienie wymaga przećwiczenia.

 
Przy okazji dla tych, którzy chcą nieco więcej przykładów - polecam darmowy rozdział o potęgach i pierwiastkach. Dodam, że powyższe przykłady pochodzą z książki: Na dobry start do liceum. Zadania (autor Piotr Drozdowski, wydawnictwo Pazdro). https://pazdro.com.pl/matematyka,295



Podsumowanie: nauka pamięciowa pewnych wartości jest konieczna, aby proces obliczeń przebiegał płynnie, poprawnie i szybko. Dzięki temu łatwiej będzie również przy nauce pierwiastków, ponieważ wystarczy odwrócić kierunek działania, aby otrzymać pierwiastek kwadratowy (drugiego stopnia) z danej liczby. A jeśli dodamy do tego potęgi wyższych stopni, wówczas będziemy mogli wyciągać (i rozumieć) pierwiastki na kolejnych poziomach.

Warto zaznaczyć, że konieczna jest praktyka, tak aby dobrze utrwalić materiał i być w stanie zauważać coraz więcej relacji między liczbami. To sprawi, że nasza nauka będzie coraz bardziej efektywna i kolejne tematy będą mogły jeszcze lepiej wplatać się w nasz system.

sobota, 2 czerwca 2018

Potęgi kwadratowe do zapamiętania gotowe - to warto wiedzieć

W praktyce po opanowaniu tabliczki mnożenia, dochodzi do sytuacji w której trzeba poznać i zapamiętać potęgi kwadratowe (drugiego stopnia) od 10 do 20. Oczywiście zawsze można posłużyć się kalkulatorem, ale dobrze jest także pewne wartości mieć zapisane w pamięci naszego umysłu. Dzięki temu proces obliczeń będzie przebiegał szybciej a przy okazji będziemy mogli się cieszyć tym, że potrafimy znaleźć wartość potęgi bez pomocy kalkulatora.

Poniżej mój pomysł na to, aby w miarę szybko i skutecznie zapamiętać te wartości. Oczywiście to tylko jeden z wielu przykładów (sposobów) na to, aby w trakcie nauki dobrze się bawić. W praktyce wychodzi na to, że najwięcej powtórek wymaga ćwiczenie związane z wartościami potęg kwadratowych liczb 17, 18 i 19.


Na koniec mamy przykładowe ćwiczenia dotyczące potęg kwadratowych od 10 do 20. Dodatkowo dla osób ambitnych polecam obliczenie potęg kwadratowych powyżej 20. Pamiętajmy, aby zrobić to sprytnie, czyli takim sposobem, aby zużyć jak najmniej energii, a uzyskać poprawny wynik. Innymi słowy - zasada mini-max: minimum wysiłku - maksimum rezultatu (efektu).

 

 

Podsumowanie: nauka pamięciowa pewnych wartości jest konieczna, aby proces obliczeń przebiegał płynnie, poprawnie i szybko. Dzięki temu łatwiej będzie również przy nauce pierwiastków, ponieważ wystarczy odwrócić kierunek działania, aby otrzymać pierwiastek kwadratowy (drugiego stopnia) z danej liczby.

Celem nauki tych wartości jest nie tyle zrozumienie procesu, lecz możliwość bezbłędnego i natychmiastowego odtwarzania wartości danych potęg. To mniej więcej tak jakbyśmy musieli za każdym razem zastanawiać się nad tym jak się nazywamy czy też jaka jest nasza data urodzenia albo dzisiejsza data. Za każdym razem można przecież wyciągnąć komórkę lub dowód (legitymację), ale chyba wyglądałoby to trochę dziwnie, prawda? Tak samo jest właśnie z tą poszerzoną tabliczką mnożenia - czyli kwadratowymi potęgami, które już na zawsze... w pamięci będą z nami.