速算与巧算(提取公因数)

速算与巧算·
⭐⭐⭐

🎯 学习目标

  • 理解提取公因数的基本原理和适用场景
  • 掌握利用提取公因数进行速算与巧算的方法
  • 能灵活运用该技巧简化复杂算式,提高计算效率和准确性

📚 核心概念

提取公因数是速算与巧算中一种非常实用的技巧,其核心思想来源于乘法对加法的分配律:a×b+a×c=a×(b+c)a \times b + a \times c = a \times (b + c)。当我们看到一个算式中有多个项都包含相同的因数(即“公因数”)时,就可以把这个相同的因数提出来,把剩下的部分相加或相减,从而简化计算。

例如:37×5+37×337 \times 5 + 37 \times 3 中,两个乘积项都含有因数 3737,因此可以提取公因数:

37×5+37×3=37×(5+3)=37×8=296 37 \times 5 + 37 \times 3 = 37 \times (5 + 3) = 37 \times 8 = 296

这种方法不仅适用于整数,也适用于小数、分数甚至代数式。关键是识别出“重复出现”的那个数(或表达式),然后把它作为公共因子提出。在实际计算中,有时需要先将数字拆分或重组,才能发现隐藏的公因数,比如把 9898 看成 1002100 - 2,或者把 125×88125 \times 88 拆成 125×(80+8)125 \times (80 + 8),再结合提取公因数进行巧算。

📝 关键公式

  • 分配律(提取公因数)a×b+a×c=a×(b+c)a \times b + a \times c = a \times (b + c)
    示例:6×7+6×3=6×(7+3)=6×10=606 \times 7 + 6 \times 3 = 6 \times (7 + 3) = 6 \times 10 = 60

  • 反向应用(添括号)a×(b+c)=a×b+a×ca \times (b + c) = a \times b + a \times c
    示例:5×(124)=5×125×4=6020=405 \times (12 - 4) = 5 \times 12 - 5 \times 4 = 60 - 20 = 40

  • 带减法的提取a×ba×c=a×(bc)a \times b - a \times c = a \times (b - c)
    示例:9×159×5=9×(155)=9×10=909 \times 15 - 9 \times 5 = 9 \times (15 - 5) = 9 \times 10 = 90

💡 经典例题

例题1(基础):计算 24×17+24×8324 \times 17 + 24 \times 83

解题过程

  1. 观察两个乘积项,发现都有因数 2424,可提取公因数。
  2. 应用分配律:24×17+24×83=24×(17+83)24 \times 17 + 24 \times 83 = 24 \times (17 + 83)
  3. 先算括号内:17+83=10017 + 83 = 100
  4. 再计算:24×100=240024 \times 100 = 2400
  5. 所以原式结果为 24002400

例题2(进阶):计算 125×36125×28+125×12125 \times 36 - 125 \times 28 + 125 \times 12

解题过程

  1. 三项都含有公因数 125125,可整体提取。
  2. 提取后得:125×(3628+12)125 \times (36 - 28 + 12)
  3. 计算括号内:3628=836 - 28 = 88+12=208 + 12 = 20
  4. 所以原式变为 125×20125 \times 20
  5. 计算得:125×20=2500125 \times 20 = 2500
  6. 最终结果为 25002500

⚠️ 易错点

  • 忽略负号导致符号错误:如 5×95×45 \times 9 - 5 \times 4 错写成 5×(9+4)5 \times (9 + 4)。应记住减法对应括号内也是减:5×(94)5 \times (9 - 4)

  • 误认为没有公因数:有时公因数不明显,如 48×25+52×2548 \times 25 + 52 \times 25,学生可能没注意到 2525 是公因数。要养成“找相同因数”的习惯。

  • 提取后漏掉某一项:例如 3a+6b3a + 6b 错误地提取为 3(a+b)3(a + b),正确应为 3(a+2b)3(a + 2b)。提取时必须确保每一项都被正确分解。

  • 混淆乘法与加法顺序:提取公因数只适用于乘法对加/减法的分配,不能用于纯加法如 12+18+2412 + 18 + 24 直接提取 666(2+3+4)6(2 + 3 + 4)——虽然结果对,但严格来说这不是“提取公因数”的标准形式,容易引起概念混淆。应在乘积结构中使用此技巧。

💡 例题

1

计算:2023×2024 + 2022×2025 - 2023×2025 - 2022×2024

观察这个算式,我们可以尝试重新分组,利用乘法对加法的分配律。

  1. 重新分组:将第一、四项组合,第二、三项组合 原式 = (2023×2024 - 2022×2024) + (2022×2025 - 2023×2025)

  2. 提取公因数:在每组中提取相同的因数 = 2024×(2023 - 2022) + 2025×(2022 - 2023) = 2024×1 + 2025×(-1)

  3. 计算结果: = 2024 - 2025 = -1

验证另一种分组方法: 原式 = (2023×2024 - 2023×2025) + (2022×2025 - 2022×2024) = 2023×(2024 - 2025) + 2022×(2025 - 2024) = 2023×(-1) + 2022×1 = -2023 + 2022 = -1 ✓

2

在一个两位质数的两个数字之间,添上数字6以后,所得的三位数比原数大870,那么原数是

设定变量:设原两位质数为 10a + b,其中 a ∈ {1,2,...,9},b ∈ {0,1,...,9},且 10a + b 为质数。 构造新三位数:在两位数中间添加数字 6 后,新三位数为 100a + 60 + b。 建立方程:根据题意,新三位数比原数大 870,即: (100a + 60 + b) - (10a + b) = 870 化简得:90a + 60 = 870 → 90a = 810 → a = 9。 确定原数范围:a = 9,所以原数为 90 + b,且 90 + b 为两位质数。 两位质数范围:91, 97(因为 93, 95, 99 非质数,92, 94, 96, 98 为偶数非质数)。 验证选项:验证 91: 新三位数 = 961,961 - 91 = 870,符合条件。 验证 97: 新三位数 = 967,967 - 97 = 870,也符合条件。 排除非质数:91 = 7 × 13 非质数,排除;97 为质数,满足所有条件。