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『마법 수학』

중앙일보

입력

85의 제곱을 구해보자. 종이에 85를 두 줄로 써 놓고 열심히 곱셈·덧셈을 반복하며 손을 바삐 놀리고 있는가? 지금부터 설명하는 방법을 알고 나면 그럴 필요가 없다. 하나·둘·셋 하는 순간이면 충분하다.

두 가지만 기억하면 된다. 1)답은 십의 자리 숫자를 그보다 1 큰 숫자와 곱한 결과로 시작된다. 2)답은 25로 끝난다. 십의 자리 8과 그보다 1 큰 숫자인 9를 곱하면 72이므로 답은 72로 시작하고 25로 끝난다.

즉 7225다! 이보다 쉬울 순 없다. 물론 이 방법을 모든 제곱 문제에 적용할 수 있는 것은 아니다. 뒷자리가 5로 끝나는 십의 자리 숫자만 가능하다.

그렇다고 실망할 필요는 없다. 눈속임처럼 보이는 이 작은 기술에 ‘암산’의 비법이 숨어 있다. 비법을 알고 나면 누구나 단순 제곱은 물론 덧셈·뺄셈·곱셈·나눗셈을 종이 없이 빠른 속도로 암산해 낼 수 있다. 핵심은 ‘왼쪽에서 오른쪽으로!’와 ‘문제를 단순한 요소들로 분해하는 것’이다.

무슨 소리인지 모르겠다고? 다음 문제를 예로 들어 보자. 538+327. 계산기가 없다면 사람들은 보통 종이에 숫자를 두 줄로 써 놓고 일의 자리 숫자 8과 7을 더해 1을 올리는 식으로 풀어나갈 것이다. 그 대신 숫자를 다음과 같이 분해해서 생각해보자.

머릿속으로 538에 먼저 300을 더하고, 다음으로 20을 더하고, 마지막으로 7을 더한다. 300을 더하고 나면(538+300=8 38) 문제는 838+27이 된다. 20을 더하고 나면(838+20=858) 더 단순해져서 858+7=865가 된다. 이 과정을 풀어 쓰면 아래와 같다.

모든 덧셈·뺄셈 암산은 이런 식으로 할 수 있다. 기존의 익숙한 계산법을 완전히 뒤집는 이 비법에 따르면 숫자를 소리 내 말하는 순서대로 계산하게 돼 속도도 훨씬 빨라지고 중간 단계 값을 기억하기도 쉬워진다.

여러 번 단계를 거치더라도 문제를 단순화하는 것이 오히려 시간을 절약하고 정확성을 높이는 이유는 간단하다. 세 자릿수보다는 두 자릿수가, 두 자릿수보다는 한 자릿수가 계산하기 쉽다.

조금 난이도를 높여 초급 곱셈 암산에도 도전해보자. 38×9. 어떤 사람들은 이 정도 문제는 기존에 하던 방식대로 일의 자리부터 곱해 쉽게 암산해 낼 수 있을지도 모른다. 그러나 자릿수가 높아질수록 새로운 암산 비법이 훨씬 유용함을 알 수 있다. 앞서 배운대로 더 쉽고 작은 문제들로 쪼개어 풀자.

우선 왼쪽 부터 3 0×9 를 한 다 음 8×9 를 구해 더하면 된다. 2 7 0 +7 2라 는 계산이 되면 덧셈 암산을 활용해 간단하게 답을 구할 수 있다. 270+70+2=340+2=342다.

복잡하게 느껴질 지도 모르지만 조금만 연습하면 세 자릿수 이상 곱셈이나 나눗셈 암산도 문제없다. 미국 이공계 명문 하비 머드 대학의 수학교수이자‘수학마술사’, ‘인간 계산기’로 유명한 아서 벤저민이 마법 수학(아서 벤저민·마이클 셔머지음, 민음in 펴냄)에 자신의 모든 암산비법을 공개했다.

수의 원리에서 일상생활에 응용할 수 있는 어림짐작 기법, 온 가족이 함께 즐길 수 있는 ‘수학마술’ 기교까지 수학적 상상력을 끌어올려 주는 흥미진진한 암산의 세계를 만나 보자. 

[자료제공= 민음사]

< 정리=송보명 기자 sweetycarol@joongang.co.kr >

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