Ментальные трюки
60 км/ч — это 1 км в минуту
60 км/ч — это 1 км в минуту
Время реакции водителя (заметил → принял решение → начал действовать) ~ 1 сек.
Значит, если препятствие возникает ближе 16 метров (при 60 км/ч), то вероятно, что сделать ничего уже не получится. А если скорость в три раза больше, то какое расстояние является критическим?
1 year = 250 work days = 2000 work hours
1 year = 250 work days = 2000 work hours
Т.е. если на дорогу вы тратите 1 ч в день (полчаса в одну сторону), то в год вы тратите на дорогу 250 часов.
Правило 72: удвоение за годы = 72 / процентная ставка
Правило 72: удвоение за годы = 72 / процентная ставка
Хотите увеличить инвестиции на 10% годовых? Они удвоятся за 7,2 года.
Хотите, чтобы ваши инвестиции удвоились за 5 лет? Вам нужна процентная ставка 72/5 или около 15%.
Вы можете использовать это правило в течение любого периода времени, а не только в течение нескольких лет.
Инфляция составляет 4%? Это уменьшит ваши деньги вдвое за 72/4 или 18 лет.
Устный счёт
Устный счёт
10 000 = сто сотен
миллион = тысяча тысяч
миллиард = тысяча миллионов
триллион = миллион миллионов
1% от 10 тыс. — это 100. Индекс Dow примерно 10 тыс. (сейчас около 12 тыс.). Если Dow падает на 100, это примерно потеря 1%.
Чему равно 5 тыс. × 50 тыс.? Это 250 × тысяча × тысяча, или 250 миллионов.
Визуализация чисел
Визуализация чисел
12 дней = 1 миллион секунд
1 год = 31 миллион секунд (примерно π × 10 миллионов)
30 лет = 1 миллиард секунд
30 000 лет = 1 триллион секунд
Одна «часть на миллион» — точность 1 секунды за 12 дней. Одна «часть на триллион» — точность 1 секунды за 30 000 лет.
a% от b = b% от a
a% от b = b% от a
С первого взгляда неочевидно, но это верно: a% от b = 0,01 × a × b — то же самое, что b% от a (0,01 × b × a).
Чему равно 16% от 25? Тому же, что 25% от 16: 4.
Чему равно 43% от 200? Тому же, что 200% от 43: 86.
Подсчет суммы от 1 до n
Нам обычно просто дают формулу и говорят запомнить
Нам обычно просто дают формулу и говорят запомнить
Но чтобы добиться интуиции и понять её, надо вывести эту формулу самому.
Ниже — четыре техники выведения.
1) Делим массив пополам и складываем парами
1) Делим массив пополам и складываем парами
1 2 3 4 5
10 9 8 7 6
Каждая вертикальная пара даёт одну и ту же сумму: \(1 + 10 = 2 + 9 = \ldots = n + 1\). Пар ровно \(\frac{n}{2}\).
\[ \text{Число пар} \times \text{сумма каждой пары} = \frac{n}{2}(n+1) = \frac{n(n+1)}{2} \]2) Два ряда чисел
2) Два ряда чисел
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Складываем оба ряда: в каждом столбце снова \(n + 1\), столбцов \(n\) штук — итого:
\[ \text{Сумма двух рядов} = n(n+1) \]Нужна сумма одного ряда, поэтому делим на 2:
\[ \frac{n(n+1)}{2} \]3) Представить треугольник
3) Представить треугольник
x
x x
x x x
x x x x
x x x x x
\(n\) строк, в \(k\)-й строке \(k\) «клеток» — всего \(1 + 2 + \ldots + n\) единиц. Представьте, что складываете два таких треугольника «зуб к зубу» и получаете прямоугольник. Формулу постройте сами из этой картинки.
4) Через среднее — самая интересная, на мой взгляд
4) Через среднее — самая интересная, на мой взгляд
Все знают:
\[ \text{среднее} = \frac{\text{сумма}}{\text{число элементов}} \]Перепишем:
\[ \text{сумма} = \text{среднее} \times \text{число элементов} \]Для ряда \(1, 2, \ldots, n\) среднее можно взять «на глаз» — из центра ряда: это \(\frac{n+1}{2}\). Элементов \(n\) штук, значит:
\[ \text{сумма} = \frac{n+1}{2} \cdot n = \frac{n(n+1)}{2} \]Для \(1 \ldots 100\): среднее \(\approx 50{,}5\), сумма \(50{,}5 \times 100 = 5050\).
Визуальная арифметика
Любая операция — трансформация
Любая операция — трансформация
Любая операция — это трансформация. В реальном мире есть то, что мы хотим сдвинуть, сплющить и растянуть — арифметика как раз даёт инструменты, чтобы это смоделировать.
Сложение даёт инструменты для:
Сложение даёт инструменты для:
- накопление — подсчёт количества (сумма покупки)
- сдвиг — перемещаем метку по шкале (температура)
- комбинация — получаем новую величину из двух разных (звуковая волна)
Умножение даёт инструменты для:
Умножение даёт инструменты для:
- повторение — несколько сложений подряд
- масштабирование — число растёт или сжимается сразу целиком
Отрицательные и обратные величины
Отрицательные и обратные величины
- умножить на 1/2: прибыль 1 превращается в прибыль 1/2 («unscale»)
- умножить на −2: прибыль 1 превращается в убыток 2 («инверсировать»)
Деление даёт инструменты для:
Деление даёт инструменты для:
- доля (\(a/b\)) — сколько взяли от целого: съели \(3/8\) пиццы, бак заполнен на \(2/5\)
- разбиение (\(a \div b\)) — сколько кучек по \(b\) в \(a\): \(12 \div 3\) → 4 кучки по 3
- обратное масштабированию — умножили на 3 → делим на 3, возвращаем исходное
Дробь смотрит на часть целого, деление — на сколько раз уместилось.
Степень и корень дают инструменты для:
Степень и корень дают инструменты для:
- повторение умножения — \(2^3 = 2 \times 2 \times 2\)
- рост по измерениям — длина \(\times 2\) → площадь \(\times 4\) (\(n=2\)), объём \(\times 8\) (\(n=3\))
- корень — обратная степень: \(2^3 = 8 \Leftrightarrow \sqrt[3]{8} = 2\); запись \(a^{1/n}\) связывает \(\sqrt[n]{a}\) и \(a^n\)
\(a^n\) и \(\sqrt[n]{a}\) — не путать «обратное»
\(a^n\) и \(\sqrt[n]{a}\) — не путать «обратное»
- \(a^{-n}\) — «инверсировать» рост: не 8, а \(1/8\)
- \(a^{1/n}\) — «unscale» по степени: от 8 вернуться к 2, не меняя знак
