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定义新运算解题技巧全解析:奥数计算专题练习题下载

适用年级

奥数

难度等级

⭐⭐⭐⭐

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最近更新

2025-12-20

💡 阿星精讲:定义新运算:直接代入 原理

  • 核心概念:嗨,同学!别被“新运算”吓到。想象一下,数学世界引进了一款新游戏,比如叫“星光战纪”。规则是:我发给你两个数字 \(A\) 和 \(B\),你需要用 \(2 \times A + B\) 来打败怪兽。这里的“*”就是启动这个游戏的按钮,而不是我们熟悉的乘号。所以当看到 \(A*B = 2A + B\),阿星说:别怕,这只是个新游戏规则,照着样子把数放进去算。你的任务不是发明,而是遵守规则,当一个超级执行者!
  • 计算秘籍:

    1. 看规则:找到等式(如 \(A*B = 2A + B\)),理解“游戏公式”。
    2. 找数字:确定题目中“*”前后对应的数字分别是谁。前面的数替换公式中的 \(A\),后面的数替换 \(B\)。
    3. 代进去算:把数字代入公式右边,按照四则运算顺序计算出结果。

      例如:计算 \(3*5\)。

      步骤:\(A=3, B=5\) → 代入公式 \(2A+B\) → \(2 \times 3 + 5\) → \(6 + 5 = 11\)。

  • 阿星口诀:新运算,莫慌张,当作游戏新规则。前代A,后代B,照着公式算到底!

⚠️ 易错警示:避坑指南

  • ❌ 错误1:顺序混淆。 看到 \(2*3\),错误计算为 \(2 \times 2 + 3\) 和 \(2 \times 3 + 2\) 结果一样吗?试试 \(1*2\) 和 \(2*1\)。 → ✅ 正解:位置至关重要! 运算符“*”左边的数永远对应公式中的 \(A\),右边的数永远对应 \(B\)。\(1*2 = 2\times1+2=4\),而 \(2*1=2\times2+1=5\),结果不同。
  • ❌ 错误2:符号误用。 计算 \(4*2\) 时,误以为是 \(4 \times 2 = 8\),然后直接写答案。 → ✅ 正解:忘记旧习惯! “*”在这里不是乘号。必须无视它原本的含义,只把它看作一个指向特定计算公式(\(2A+B\))的“信号灯”。

🔥 例题精讲

例题1:规定 \(m \nabla n = 3m - n\),求 \(5 \nabla 2\) 的值。

📌 解析:

  1. 规则是:\(m \nabla n = 3m - n\)。这里“\(\nabla\)”是游戏按钮,\(m\)是前面数,\(n\)是后面数。
  2. 题目给出:前面数 \(m=5\),后面数 \(n=2\)。
  3. 代入公式:\(3m - n = 3 \times 5 - 2\)。
  4. 计算:\(15 - 2 = 13\)。

✅ 总结:心法:认清符号,对号入座,直接代入。

例题2:若 \(x \& y = x^2 + 2y\),且 \(3 \& a = 13\),求 \(a\) 的值。

📌 解析:

  1. 规则:\(x \& y = x^2 + 2y\)。
  2. 已知 \(3 \& a = 13\)。意味着当 \(x=3, y=a\) 时,游戏结果等于 \(13\)。
  3. 代入公式:\(3^2 + 2 \times a = 13\)。
  4. 得到方程:\(9 + 2a = 13\)。
  5. 解方程:\(2a = 13 - 9\) → \(2a = 4\) → \(a = 2\)。

✅ 总结:心法:新运算可以建立方程,是求解未知数的好工具。

例题3:定义 \(a \odot b = 2a + b\),求 \((2 \odot 3) \odot 4\) 的值。

📌 解析:

  1. 规则:\(a \odot b = 2a + b\)。
  2. 有括号先算括号内:先算 \(2 \odot 3\)。代入公式:\(2 \times 2 + 3 = 4 + 3 = 7\)。
  3. 现在算式变为 \(7 \odot 4\)。这里前面数 \(a=7\),后面数 \(b=4\)。
  4. 再次代入公式:\(2 \times 7 + 4 = 14 + 4 = 18\)。

所以,\((2 \odot 3) \odot 4 = 18\)。

✅ 总结:心法:嵌套运算,如同剥洋葱,从内到外,逐层代入。

🚀 阶梯训练

第一关:基础热身(10道)

  1. 已知 \(A*B = 2A + B\),求 \(4*5\)。
  2. 已知 \(A*B = 2A + B\),求 \(1*8\)。
  3. 规定 \(m \star n = m + 3n\),求 \(2 \star 5\)。
  4. 规定 \(x \circ y = 5x - 2y\),求 \(3 \circ 1\)。
  5. 若 \(p \triangle q = p \times q + p\),求 \(6 \triangle 2\)。
  6. 若 \(a \oplus b = a^2 - b\),求 \(4 \oplus 3\)。
  7. 已知 \(A*B = 2A + B\),比较 \(2*3\) 和 \(3*2\) 的大小。
  8. 定义 \(a \# b = \frac{a+b}{2}\),求 \(10 \# 6\)。
  9. 已知规则 \(X*Y = 2X + Y\),请完成:\(0*7 = ?\)
  10. 已知规则 \(X*Y = 2X + Y\),请完成:\((-2)*5 = ?\)

二、奥数挑战

  1. 设 \(a \otimes b = 3a + 2b\),求 \((1 \otimes 2) \otimes 3\)。
  2. 对于两个数 \(u, v\),规定 \(u \Box v = uv + u + v\),求 \((2 \Box 3) \Box 4\)。
  3. 若 \(f \& g = f^2 - g^2\),且 \(5 \& k = 9\),求 \(k\) 的值。
  4. 定义新运算“△”为:\(a △ b = (a-b) \times 2\)。解方程:\(x △ 5 = 12\)。
  5. 已知 \(M*N = \frac{M}{N} + \frac{N}{M}\),求 \(2*4 + 4*2\) 的值。
  6. 规定 \(A \diamond B = A\) 与 \(B\) 的积减去 \(A\) 与 \(B\) 的和,即 \(AB - (A+B)\)。求 \(7 \diamond 3\)。
  7. 若 \(x \clubsuit y = 2x + 3y\),且 \((a \clubsuit 4) = 22\),求 \(a\)。
  8. 定义 \(a \heartsuit b = 2a^b\),求 \(3 \heartsuit 2\)。
  9. 已知 \(P \nabla Q = P + Q + PQ\),验证 \(2 \nabla 3 = 3 \nabla 2\)。这个运算满足交换律吗?
  10. 设 \(a \star b = |a - b| + a\)(\(| |\)表示绝对值),求 \((-3) \star 5\)。

第三关:生活应用(5道)

  1. (AI模型计费)某AI绘图API的计费规则定义为“流量包 * 张数 = 基础费 × 2 + 张数 × 单价”。若基础费为\(10\)元,单价为\(2\)元,小星用了\(1\)个流量包画了\(5\)张图,请计算费用(即求 \(1*5\))。
  2. (航天燃料)火箭推进器中,燃料A和燃料B的新型混合效率公式定义为 \(A \oplus B = 3A + 0.5B\)。当注入\(2\)单位A和\(8\)单位B时,求混合效率值。
  3. (网购满减)双十一新规:订单“商品价 * 件数”的优惠计算为:\(2 \times 商品价 + 件数\) 元红包。小明看中一件\(200\)元的商品,买\(1\)件,可获得多少元红包?
  4. (游戏合成)在合成游戏中,两件材料 \(m\) 和 \(n\) 合成新装备的等级公式为 \(m \otimes n = 2m - n + 5\)。用一件\(7\)级材料和一件\(4\)级材料合成,新装备是几级?
  5. (数据加密)一种简单的数字加密运算定义为 \(code1 * code2 = (code1 \times 3) + code2\)。若原始密码为\((2, 6)\),加密后的数字是多少?

🤔 常见疑问 FAQ

💡 专家问答:定义新运算:直接代入 的深度思考

问:为什么很多学生觉得这一块很难?

答:主要障碍是心理恐惧和思维定势。首先,陌生的符号(如 \(\nabla, \&, \odot\))会引发不适感,觉得是“超纲”知识。其次,学生容易混淆符号的“名”与“实”。“*”在生活中常代表乘,但在新运算题中它只是个“标签”,其“实”(真正的计算规则)由题目单独定义。关键在于进行认知切换:把“\(A*B\)”整体看作一个黑箱的输入,规则 \(f(A,B)=2A+B\) 是这个黑箱的处理程序。你不需要理解为什么,只需要执行:输入 \((A, B)\) → 调用程序 \(f\) → 输出结果。

问:学习这个知识点对以后的数学学习有什么帮助?

答:这是数学抽象思维的绝佳启蒙。1. 函数的初步体验: 新运算本质上就是一个二元函数 \(f(A, B)\)。例如 \(A*B=2A+B\) 就是函数 \(f(x,y)=2x+y\)。现在的手动代入,是为将来学习函数解析式 \(f(x)\) 的计算打基础。2. 理解数学的抽象性与规定性: 数学符号的意义是可以被定义的。就像未来你会学到集合的运算、向量的点乘等,它们都有自己独特的定义。3. 培养严谨的阅读理解能力: 必须仔细读题,准确提取规则,这一点在解决所有数学应用题中都至关重要。

问:有什么一招必胜的解题“套路”吗?

答:有!可以总结为“照猫画虎”四字诀:

  1. 照(找模板): 在题目中找到定义等式,如 \(猫 * 虎 = 2 \times 猫 + 虎\)。这就是你的“猫虎图样”。
  2. 猫(认前数): 确定要计算的式子中,“*”前面的数字就是“猫”。
  3. 虎(认后数): 确定“*”后面的数字就是“虎”。
  4. 画(代入算): 把“猫”和“虎”放入“图样”右边对应的位置,老老实实计算:\(2 \times (前数) + (后数)\)。

    无论符号怎么变(\(\triangle, \#, \heartsuit\)),核心套路不变:找到定义式,明确对应关系,严格代入计算。把这个流程变成肌肉记忆,此类题目再无难度。


参考答案与解析

第一关:基础热身

  1. \(4*5 = 2 \times 4 + 5 = 8 + 5 = 13\)
  2. \(1*8 = 2 \times 1 + 8 = 2 + 8 = 10\)
  3. \(2 \star 5 = 2 + 3 \times 5 = 2 + 15 = 17\)
  4. \(3 \circ 1 = 5 \times 3 - 2 \times 1 = 15 - 2 = 13\)
  5. \(6 \triangle 2 = 6 \times 2 + 6 = 12 + 6 = 18\)
  6. \(4 \oplus 3 = 4^2 - 3 = 16 - 3 = 13\)
  7. \(2*3 = 2 \times 2 + 3 = 7\), \(3*2 = 2 \times 3 + 2 = 8\),所以 \(3*2 > 2*3\)。
  8. \(10 \# 6 = \frac{10+6}{2} = \frac{16}{2} = 8\)
  9. \(0*7 = 2 \times 0 + 7 = 0 + 7 = 7\)
  10. \((-2)*5 = 2 \times (-2) + 5 = -4 + 5 = 1\)
  11. 二、奥数挑战

    1. 先算 \(1 \otimes 2 = 3 \times 1 + 2 \times 2 = 3 + 4 = 7\)。再算 \(7 \otimes 3 = 3 \times 7 + 2 \times 3 = 21 + 6 = 27\)。
    2. 先算 \(2 \Box 3 = 2 \times 3 + 2 + 3 = 6 + 2 + 3 = 11\)。再算 \(11 \Box 4 = 11 \times 4 + 11 + 4 = 44 + 11 + 4 = 59\)。
    3. \(5 \& k = 5^2 - k^2 = 25 - k^2 = 9\)。所以 \(k^2 = 25 - 9 = 16\), \(k = 4\) 或 \(k = -4\)。
    4. \(x △ 5 = (x-5) \times 2 = 12\)。所以 \(x - 5 = 6\), \(x = 11\)。
    5. \(2*4 = \frac{2}{4} + \frac{4}{2} = 0.5 + 2 = 2.5\)。 \(4*2 = \frac{4}{2} + \frac{2}{4} = 2 + 0.5 = 2.5\)。和为 \(2.5 + 2.5 = 5\)。
    6. \(7 \diamond 3 = 7 \times 3 - (7 + 3) = 21 - 10 = 11\)。
    7. \(a \clubsuit 4 = 2 \times a + 3 \times 4 = 2a + 12 = 22\)。所以 \(2a = 10\), \(a = 5\)。
    8. \(3 \heartsuit 2 = 2 \times 3^2 = 2 \times 9 = 18\)。
    9. \(2 \nabla 3 = 2 + 3 + 2 \times 3 = 11\)。 \(3 \nabla 2 = 3 + 2 + 3 \times 2 = 11\)。相等,所以这个“\(\nabla\)”运算满足交换律。
    10. \((-3) \star 5 = |(-3) - 5| + (-3) = |-8| - 3 = 8 - 3 = 5\)。
    11. 第三关:生活应用

      1. 规则对应 \(A*B = 2A + B\),其中 \(A\)为基础费\(10\),\(B\)为单价\(2\)与张数\(5\)的积?注意审题:“基础费 × 2 + 张数 × 单价”。流量包数\(1\)即基础费只算一次。费用 = \(2 \times 10 + 5 \times 2 = 20 + 10 = 30\)元。
      2. \(2 \oplus 8 = 3 \times 2 + 0.5 \times 8 = 6 + 4 = 10\)。
      3. 红包 = \(2 \times 200 + 1 = 400 + 1 = 401\)元。
      4. \(7 \otimes 4 = 2 \times 7 - 4 + 5 = 14 - 4 + 5 = 15\)级。
      5. 加密后数字 = \(2 * 6 = (2 \times 3) + 6 = 6 + 6 = 12\)。
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