dilluns, 2 d’abril del 2012

Arrels Sorprenents

Un calculista molt ràpid i llest! 

Fa un temps va sortir en un concurs de TV on es feien apostes (...) un calculista que va fer una demostració en la qual assegurava que era capaç de calcular en segons les arrels cúbiques o cinquenes amb solucions enteres de l'1 al 100.   Va aconseguir superar l'aposta i va deixar bocabadat a més d'un ... 
Potser ara us sorprendria si us digués que el que va fer era tan senzill que, amb una petita estratègia i una mica de pràctica, també és a l'abast de qualsevol aficionat al càlcul... 

 Ho vols saber?
Començaré per les arrels cinquenes, en primer lloc cal escriure (i memoritzar) les potències cinquenes dels nombres de l'1 al 9:
 
15 = 1 25 = 32 35 = 243
45 = 1.024 55 = 3.125 65 = 7.776
75 = 16.087 85 = 32.768 95 = 59.049
  
Podem observar que les potències cinquenes dels nombres de l'1 al 9 acaben en la mateixa xifra que ells mateixos, és a dir, a partir de la xifra final d'un número podem deduir que la seva l'arrel cinquena coincideix amb la última xifra del número (si la solució és un enter).

El següent pas a fer és dividir el nombre donat en dues parts, una composta per les 5 últimes xifres i l'altre per la resta de xifres que quedin (donat que 105 = 100.000).


Per a obtenir la xifra corresponent a les desenes només caldrà veure entre quines dues potències cinquenes es troba la part del número donat que ens queda a l'esquerra, la desena és, doncs, la xifra inferior d'aquest interval.


La xifra de les unitats és idèntica a la xifra final del número donat.




Així de senzill !!
Vegem-ne ara un parell d'exemples de mostra:


    Ex.  Per a calcular l'arrel cinquena del número 254.803.968 es fa el següent:
    · Dividim el número en dues parts contant 5 xifres des del final => 2548  i  03968
    · Com que el 2548 està comprès entre 45 = 1.024  i 55 = 3.125 => la xifra de les desenes és 4
    · Com que el 03968 acaba en 8 aquesta és la xifra de les unitats.
    · Per tant, l'arrel cinquena de 254.803.968 és igual a 48     Ex.  Per a calcular l'arrel cinquena del número 1.073.741.824 es fa el següent:
    · Dividim el número en dues parts contant 5 xifres des del final   => 10737  i  41824
    · Com que el 10737 està comprès entre 65 = 7.776 i 75 = 16.087 =>  la desena és 6
    · Com que el 41824 acaba en 4 aquesta és la xifra de les unitats.
    · Per tant, l'arrel cinquena de 1.073.741.824  és igual a 64
    Passem ara a les arrels cúbiques, en primer lloc cal escriure (i memoritzar) les potències terceres o cubs dels nombres de l'1 al 9:



13 =1 23 = 8 33 = 27
43 = 64 53 =125 63 = 216
73 = 343 83 = 512 93 = 729

Observem ara que els cubs dels nombres de l'1 al 9 acaben tots en xifres diferents i que no és repeteixen en cap cas.
Lògicament això ens permetrà, també, deduir fàcilment la xifra de les unitats de les arrels cúbiques de resultat enter, ja que no hi ha cap xifra repetida.
El següent pas és dividir el nombre donat en dues parts, una composta per les 3 últimes xifres i l'altre per la resta de xifres (donat que 103 = 1.000).
Per a obtenir la xifra corresponent a les desenes només caldrà veure entre quines dues potències terceres es troba la part del número donat que ens queda a l'esquerra, la desena serà, doncs, la xifra inferior d'aquest interval.
La xifra de les unitats és calcula tenint en compte en quina xifra acaben els cubs, així:
Els nombres: 1, 4, 6 i 9 acaben en la mateixa xifra que ells mateixos.
Mentre que el 2 amb el 8 i el 3 amb el 7 s'inverteixen entre ells, és a dir, els que acaben en 2 tenen per xifra final del seu cub el 8, els que acaben en 3 tenen per xifra final del seu cub el 7 i a l'inrevés.
       Ex.  Per a calcular l'arrel cúbica del número 658.503 es fa el següent:
    · Dividim el número en dues parts contant 3 xifres des del final => 658  i  503
    · Com que el 658 està comprès entre 83 = 512  i 93 = 729 => la xifra de les desenes és 8
    · Com que el 503 acaba en 3 que és com ho fa 73 = 343, llavors la xifra de les unitats és 7
    · Per tant, l'arrel cúbica de 658.503 és igual a 87 
 
Aquest mètode és vàlid per a totes les arrels d'índex imparell, si tenim en compte que hem de dividir els nombres a calcular en dues parts la de la dreta sempre de la mida de l'índex de l'arrel, és a dir, per les arrels setenes en dues parts comptant 7 xifres des de les unitats, etc.
I considerant també la relació que hi ha entre xifra de les unitats del número i la de la seva potència.
Per les potències cinquena i novena coincideixen les unitats del número amb les de la seva potència:    Ex. 39 = 19.683, 89 = 134.217.728, 29= 512, etc.
    Les potències tercera i setena repeteixen el mateix esquema exposat abans per als cubs, és a dir: 27 = 128, 37 = 2.187, 47 = 16.384, 87 = 2.097.152, 97 = 4.782.969 etc.  
Però què passa amb les arrels d'índex parell?
Doncs, que presenten la dificultat de que les xifres finals de les seves potències no són úniques sinó que es repeteixen i això impedeix calcular fàcilment la xifra de les unitats seguint el mètode exposat.



12 =1 224 329
42 = 16 52 =25 62 = 36
7 = 49 8 = 64 92 = 81

Òbviament podríem aplicar només la primera part del procés i dividir el nombre en dues parts que ens permetrien calcular les desenes, però per la xifra de les unitats no tenim cap criteri senzill de càlcul ens quedaríem a mitges.



14 =1 2416 3481
44 = 256 54 =625 64 = 1.296
74 = 2.401 84 =4.096 94 = 6.561