阿哲校長講故事:計算2的64次方有什麼特殊技巧?

2021-03-02 童哲

嘿,同學們,學物理的阿哲來給你講故事了,今天校長不講大套理論,來一波故事匯晚餐!


棋盤上的麥粒

傳說西塔發明了西洋棋而使國王十分高興,他決定要重賞西塔。

西塔說:「我不要你的重賞。陛下,只要你在我的棋盤上賞一些麥子就行了。在棋盤的第1個格子裡放1粒、在第2個格子裡放2粒、在第3個格子裡放4粒、在第4個格子裡放8粒,依此類推.以後每一個格子裡放的麥粒數都是前一個格子裡放的麥粒數的2倍,直到放滿第64個格子就行了」。

「區區小數、幾粒麥子這有何難,來人!」國王令人如數付給西塔。


計數麥粒的工作開始了,第一格內放1粒,第二格內放2粒第三格內放2』粒,…還沒有到第二十格,一袋麥子已經空了。一袋又一袋的麥子被扛到國王面前來。但是麥粒數一格接一格飛快增長著,國王很快就看出即便拿出全國的糧食,也兌現不了他對西塔的諾言。

原來所需麥粒總數=18446744073709551615


這些麥子究竟有多少?打個比方,如果造一個倉庫來放這些麥子,倉庫高4公尺、寬10公尺,那麼倉庫的長度就等於地球到太陽的距離的兩倍。

而要生產這麼多的麥子,全世界要兩千年。儘管國家非常富有,但要這樣多的麥子他是怎麼也拿不出來的。

那麼來一道數學題:你知道什麼特殊的方法算2的64次方嗎?

來來來一起玩~阿哲教你怎麼心算到誤差小於1%!

首先咱要算2的64次方對吧?

想到2的10次方是1024…

太好了1024挺接近1000的,先估算做1000吧。所以2的60次方就是1000的6次方,也就是10的18次方。接下來還剩2的64-60=4次方,直接就是16沒商量。乘以之前的,直接估算成1.6*10的19次方了。

但是有問題,之前把1024當作1000,引入了2.4%的誤差對不對?那就一定要修正回來。根據泰勒展開,那麼6次方後誤差就會累積變成大約6*2.5%=15%。

因此還要加回去15%,所以1.6多15%就是1.84*10的19次方。所以:2的64次方=1.84*10的19次方。哈哈誤差不到千分之3哦~

其實這裡用到的技巧就是【2的10次方約等於1000】。當然這類算次方的trick還有很多,例如日常算投資經常用的:

【72翻倍定律】

每個周期增大a%,那麼經過大概【72除以a】個周期就會翻一倍。比如某投資年化收益率是4%,那麼18年會翻倍,收益率5%的話就是14.4年翻番,7%的話差不多10年翻翻。

這個定律還蠻好用的推薦給大家。

什麼?在證明下72翻倍定律?

萬門大學的高等數學課了解下,我主講!

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