2014年MCWC
2014年心算世界杯是该赛事的第六届。德国选手安德烈亚斯·伯格 在意外任务环节中夺得总冠军。格兰斯·塔卡尔(印度)成为本届赛事的总冠军。
马克·霍内特·桑斯 获得总成绩亚军 ,石川千惠(日本)获得总成绩季军 ,陈华伟 位列第九 ,温泽尔·格 鲁斯位列总成绩第十(并在惊喜任务中获得第七名)。
惊喜任务分类(2014)
2014年MCWC突发任务类别包含以下五种任务类型:
(a/b) × 十进制数,
,其中十进制数通常具有两位或三位有效数字。计算公里/小时,
,其中公里数保留三位或四位有效数字,分钟数保留三位有效数字。精确除以7/3,
,结果始终为四位数。(a × b) − (c × d),
,所有数字均为五位数。a^(1/2) + a^(1/3) + a^(1/4),
一个问题,请尽可能精确地给出有效数字。
计算联盟修改说明
计算联盟省略:
关于公里/小时的问题,以及
精确除法问题(因为除法作为标准运算已然存在)。
示例1
13181^(1/2) + 13181^(1/3) + 13181^(1/4)
(简单级别)
对于这个问题,我们必须计算每个单独的项。
估计每个根:
13181^(1/2) 等于115(或114.8)
13181^(1/3) 等于24(或23.6)
13181的1/4等于11(或10.7)
如果我们简单地将每个值四舍五入到最接近的整数,则得到:
115 + 24 + 11 =150
然而,正确答案是149。
若记录每次舍入的方向, 第二次尝试即可得出正确答案。否则,可运用加减法规则:
如果某方向的舍入次数比另一方向多三次,则应将结果向远离舍入方向的一步进行调整。
在这种情况下,这意味着将估计值从150下调至149。
对数估计替代方案
在某些情况下——取决于项数和所需精度——使用对数可能是合适的。这是因为我们只需估算单一底数的对数(此处为13181),然后进行一系列简单的除法运算即可。
我们估计:
log(13181) = 4 + log(1.3181)
线性插值在1和2之间最不准确,因此我们估计:
4 + log(1) + (0.301 × 0.3181) →4.1
现在将4.1分别除以2、3和4,并将结果相加:
4.1 / 2 =2.05
4.1 ÷ 3 =1.37
4.1 ÷ 4 =1.025
添加:
2.05 + 1.37 + 1.025
随后我们采用线性插值法回推,以获得以下估计值:
13181¹/² →117
13181^(1/3) →24
13181^(1/4) →11
显然,上述方法在此情况下不够精确。然而,对于涉及更多项或更深根的问题,这种策略可能有所裨益。
示例 2
(19125 × 21095) − (74169 × 32868)
(高级水平)
该问题需要并行执行两次大规模乘法运算,同时在每一步计算差值。确定最终结果的正负性至关重要。此处答案显然为负值,因此从右侧部分开始计算更为合理。
循序渐进:
(9 × 8) − (5 × 5) →47
类型7, 进位4。4 + (9 × 6) + (6 × 8) − (5 × 9) − (5 × 2) →51
第一类,进位5。5 + (9 × 8) + (6 × 6) + (1 × 8) − (2 × 9) − (1 × 5) →98
类型8,进位9。9 + (9 × 2) + (6 × 8) + (1 × 6) + (4 × 8) − (5 × 1) − (1 × 9) − (9 × 5) →54
类型4 ,进位5。5 + (9 × 3) + (6 × 2) + (1 × 8) + (4 × 6) + (7 × 8) − (5 × 2) − (2 × 1) − (9 × 9) − (1 × 5) →34
类型4,进位3。3 + (6 × 3) + (1 × 2) + (4 × 8) + (7 × 6) − (2 × 2) − (1 × 1) − (1 × 9) →83
类型3 ,进位8。8 + (1 × 3) + (4 × 2) + (7 × 8) − (1 × 2) − (9 × 1) →64
类型4, 进位6。6 + (4 × 3) + (7 × 2) − (9 × 2) − (1 × 1) →13
类型3, 进位1。1 + (7 × 3) − (1 × 2) →20
输入20。
当然,这个问题可以采用多种乘法策略来解决。然而,由于这里需要额外的可视化操作,交叉乘法相较于标准的A×B方法具有显著优势。
示例 3
(925 / 591) × 93239
(专家级)
正确答案: 145932
对于一个不精确的(a × b) / c问题,我们必须决定是先进行乘法还是除法运算。在此情况下,我们需要保留六个有效数字。
我们无需按原写法执行除法运算。此处的建议是"保留"更易于相乘的数——通常是较小的数(此处为925)。
运算顺序的选择
若从925/591开始计算,除法运算必须进行如下计算:
1.5651需在答案的5以内,或
1.56514取整后应为 1.565。
这留下了一个6×5的乘法运算,其中六位数是未知的。
如果我们改用93239 / 591作为起点,则除法运算必须计算为:
157.76需在5以内,或
157.765取最近的整数
(这实际上会四舍五入到错误的整数,但与正确答案相差在0.2以内)。
除法要求相同的精确度,但乘法仅需6×3而非6×5,这在难度上存在显著差异。
利用925中的结构
数字925的运算比表面看起来更简单。乘以末位为25的数能简化许多乘积。
更重要的是,我们可以重写:
925 = (37 / 4) × 100
要计算157.765 × 925,我们按以下步骤进行:
乘以100
→ 15776.5 × 9.25乘以9
→ 15776.5 × 9 =141988.515776.5 ÷ 4
→ 141988.5+ 3944.125 =145932.625
该结果与正确答案相差在0.2以内。
努力程度比较
要乘以925,我们实际上:
小数点后移两位,
执行了一次6×1的乘法运算和一次5×1的除法运算,以及
将六位数与四位数相加
(此处小数部分无需考虑)。
相比之下:
标准/传统/珠算方法需要:
六个3×1的乘法(或三个6×1的乘法),以及
添加20个非零数字(而非10个)。
交叉乘法需要:
18个一位数乘法,以及
添加34个非零数字。
基于此,运用基本算术原理——此处将925改写为(37/4)×100——得出:
比交叉乘法有效得多,并且
相较于传统方法或珠算法,这种方法在可视化方面既更有效又更省力。

