所谓直角就是互相垂直的两条直线所形成的夹角,它是四等分一个圆周所得到的角,因此其度数为 90°。比如,方桌、电视机、书本的角通常都是直角。含有直角的三角形叫作直角三角形,其中两条直角边分别叫作勾和股,斜边叫作弦。所谓勾股定理是指在任意一个直角三角形中,两条直角边长度的平方和等于斜边长度的平方,如下图所示。我们的目的是利用勾股定理进行速算。为此,我们想要寻找边长为整数的直角三角形。
勾股定理的一个特别简单的情形是:若勾长、股长分别为3和4,则弦长一定等于5,正所谓勾三股四弦五,这是因为 ,即 。
如果将上述三角形的尺寸扩大一倍,则得到的仍然是一个直角三角形,此时勾、股、弦的长度分别为6、8和10,于是得到 ,即 。
上述两个具体的公式分别叫作三四五勾股定理和六八十勾股定理,也可以简称为<34>勾股定理和<68>勾股定理。
根据数字谐音编码方法,<9>可以记忆为“酒”,<16>为“杨柳”,<25>为“二胡”。因此,三四五勾股定理9+16=25可以形象地记忆为“酒醉杨柳闻二胡”。
因为16=8+8=9+7,所以9+16=9+8+8=9+9+7=25。于是,我们可以将三四五勾股定理变化为<889>(呱呱叫)与<799>(气球球)。
另外,由于9=3+3+3,16=4+4+4+4,所以三四五勾股定理可以变化成<3334444>(三个3与四个4)。
我们来看一些应用。
例如,数字串944443中的所有数字之和为 25+3=28,这里用到勾股定理之<889>(呱呱叫)公式,可以将心算过程表示为:
又如,数字串889889中的数字之和显然等于25+25=50,这里两次运用<889>(呱呱叫)公式,可以将心算过程表示为:
再如,数字串799889799中的所有数字之和显然等于25+25+25=75,这里三次运用勾股定理,其中<889>(呱呱叫)公式运用了一次,<799>(气球球)公式运用了两次。该心算过程可以表示为:
最后看一个稍微复杂一点的例子。求数字串89932417996789中的所有数字之和,心算过程如下:
其中,除了用到<799>公式之外,还用到了<1234>公式与<6789>公式。
下面分析六八十勾股定理:6 2 +8 2 =10 2 ,即36+64=100。也就是说六个6与八个8之和为100,我们可以得到公式<66666688888888>=100,将其减半,得到三个6与四个8之和为50,即<6668888>=50。
由于64=32+32,六八十勾股定理可以变化为36+32+32=100。这里是四个9加上四个8,再加上四个8。简言之,就是四个<889>(呱呱叫)。根据呱呱叫公式,<889>=25。四个25的和当然等于100。因此,六八十勾股定理的一个变种是四次<889>(呱呱叫)。
根据气球球公式,<799>=25。而四个25的和等于100,因此,四个<799>的和也是100,由此我们得到六八十勾股定理的又一个变种:四次<799>(气球球)。
我们来看六八十勾股定理的一些应用。
例如,数字串68686868686898中的所有数字之和为101,这是因为:
这里用到了六个6与八个8,也就是用到了六八十勾股定理。例如,数字串8888999988993中的所有数字之和为105,这是因为:
这里用到了四个<898>,也就是四次<889>。
例如,数字串99997777999966中的所有数字之和为112,这是因为:
这里用到了四次<799>公式。
本节要点就是掌握勾股定理及其变种。
你是否熟练地掌握了勾股定理呢?可以通过以下练习题来自查。注意,只能口算,不可以使用任何计算工具,要求又快又准。
口算下列数字串中的所有数字之和:
(1)8449;
(2)8984;
(3)899;
(4)9795;
(5)998997;
(6)889888;
(7)799889;
(8)8997998895;
(9)9979968893;
(10)888999888799;
(11)7998998898993422;
(12)8997996996789785。
练习题答案: (1)25;(2)29;(3)26;(4)30;(5)51;(6)49;(7)50;(8)81;(9)77;(10)100;(11)113;(12)125。你算对了吗?用时多少?