数学基础:运算律
运算律是数学中的"游戏规则",掌握了这些规律,可以让计算变得更简单、更快速!
什么是运算律?
运算律是数学运算中普遍成立的规律,就像"游戏规则"一样,无论数字怎么变,这些规律都成立。
掌握运算律可以帮助我们:
- 简化计算
- 提高计算速度
- 更好地理解数学
加法的运算律
交换律
两个数相加,交换位置,和不变。
a + b = b + a
例子:
3 + 5 = 5 + 3 = 8
10 + 20 = 20 + 10 = 30
理解:先有 3 个苹果再有 5 个,和先有 5 个再有 3 个,总数一样。
应用:计算时可以调整顺序,让计算更简单 :
7 + 8 = 8 + 7 = 15
(可能 8 + 7 更容易心算)
结合律
三个数相加,先加前两个或先加后两个,和不变。
(a + b) + c = a + (b + c)
例子:
(3 + 5) + 2 = 3 + (5 + 2) = 10
(10 + 20) + 30 = 10 + (20 + 30) = 60
理解:分组方式不同,但总数相同。
应用:可以先把容易凑整的数相加:
7 + 8 + 3 = (7 + 3) + 8 = 10 + 8 = 18
(先把 7 和 3 凑成 10,更容易计算)
乘法的运算律
交换律
两个数相乘,交换位置,积不变。
a × b = b × a
例子:
3 × 5 = 5 × 3 = 15
10 × 20 = 20 × 10 = 200
理解:3 个 5 和 5 个 3,总数一样。
应用:可以选择更容易计算的顺序:
25 × 4 = 4 × 25 = 100
(4 × 25 可能更容易心算)
结合律
三个数相乘,先乘前两个或先乘后两个,积不变。
(a × b) × c = a × (b × c)
例子:
(3 × 5) × 2 = 3 × (5 × 2) = 30
(2 × 5) × 10 = 2 × (5 × 10) = 100
应用:可以先把容易计算的数相乘:
25 × 4 × 5 = (25 × 4) × 5 = 100 × 5 = 500
(先把 25 × 4 = 100,更容易计算)
分配律(非常重要!)
一个数乘两个数的和,等于这个数分别乘这两个数,再把积相加。
a × (b + c) = a × b + a × c
例子:
3 × (5 + 2) = 3 × 5 + 3 × 2 = 15 + 6 = 21
5 × (10 + 4) = 5 × 10 + 5 × 4 = 50 + 20 = 70
理解:3 个(5+2)等于 3 个 5 加上 3 个 2。
应用:可以简化计算:
12 × 15 = 12 × (10 + 5) = 12 × 10 + 12 × 5 = 120 + 60 = 180
反向应用(提取公因数):
3 × 5 + 3 × 2 = 3 × (5 + 2) = 3 × 7 = 21
分配律的扩展
分配律也可以用于减法:
a × (b - c) = a × b - a × c
例子:
5 × (10 - 3) = 5 × 10 - 5 × 3 = 50 - 15 = 35
减法和除法的特点
减法没有交换律
减法不能交换位置!
5 - 3 = 2
3 - 5 = -2 (结果不同!)
减法没有结合律
减法不能随意结合!
(10 - 3) - 2 = 7 - 2 = 5
10 - (3 - 2) = 10 - 1 = 9 (结果不同!)
除法没有交换律
除法不能交换位置!
12 ÷ 3 = 4
3 ÷ 12 = 1/4 (结果不同!)
除法没有结合律
除法不能随意结合!
(12 ÷ 3) ÷ 2 = 4 ÷ 2 = 2
12 ÷ (3 ÷ 2) = 12 ÷ 1.5 = 8 (结果不同!)
运算律的综合应用
简化复杂计算
例子 1:
25 × 4 × 5
= (25 × 4) × 5 (结合律)
= 100 × 5
= 500
例子 2:
7 + 8 + 3
= (7 + 3) + 8 (结合律)
= 10 + 8
= 18
例子 3:
12 × 15
= 12 × (10 + 5) (分配律)
= 12 × 10 + 12 × 5
= 120 + 60
= 180
提取公因数
例子:
3 × 5 + 3 × 2
= 3 × (5 + 2) (分配律的反向应用)
= 3 × 7
= 21