Нетрадиционные способы умножения многозначных чисел
Краткая аннотация исследовательской работы
Каждый школьник умеет умножать многозначные числа «столбиком». В данной работе автор обращает внимание на существование альтернативных способов умножения, доступных младшим школьникам, которые могут «нудные» вычисления превратить в весёлую игру.
В работе рассматриваются шесть нетрадиционных способов умножения многозначных чисел, используемые в различные исторические эпохи: русский крестьянский, решетчатый, маленький замок, китайский, японский, по таблице В.Оконешникова.
Проект предназначен для развития познавательного интереса к изучаемому предмету, для углубления знаний в области математики.
Оглавление
Введение 3
Глава 1. Альтернативные способы умножения 4
1.1. Немного истории 4
1.2. Русский крестьянский способ умножения 4
1.3. Умножение способом «Маленький замок» 5
1.4. Умножение чисел методом «ревность» или «решётчатое умножение» 5
1.5. Китайский способ умножения 5
1.6. Японский способ умножения 6
1.7. Таблица Оконешникова 6
1.8.Умножение столбиком. 7
Глава 2. Практическая часть 7
2.1. Крестьянский способ 7
2.2. Маленький замок 7
2.3. Умножение чисел методом «ревность» или «решётчатое умножение» 7
2.4. Китайский способ 8
2.5. Японский способ 8
2.6. Таблица Оконешникова 8
2.7. Анкетирование 8
Заключение 9
Приложение 10
«Предмет математики настолько серьезен, что полезно не упускать случаев делать его немного занимательным».
Б. Паскаль
Введение
Человеку в повседневной жизни невозможно обойтись без вычислений. Поэтому на уроках математики нас в первую очередь учат выполнять действия над числами, то есть считать. Умножаем, делим, складываем и вычитаем мы привычными для всех способами, которые изучаются в школе. Возник вопрос: а есть ли еще какие-нибудь альтернативные способы вычислений? Мне захотелось изучить их более подробно. В поисках ответа на возникшие вопросы было проведено данное исследование.
Цель исследования: выявление нетрадиционных способов умножения для изучения возможности их применения.
В соответствии с поставленной целью нами были сформулированные следующие задачи:
— Найти как можно больше необычных способов умножения.
— Научиться их применять.
— Выбрать для себя самые интересные или более легкие, чем те, которые предлагаются в школе, и использовать их при счете.
— Проверить на практике умножения многозначных чисел.
— Провести анкетирование учащихся 4-х классов
Объект исследования: различные нестандартные алгоритмы умножения многозначных чисел
Предмет исследования: математическое действие «умножение»
Гипотеза: если существуют стандартные способы умножения многозначных чисел, возможно, есть и альтернативные способы.
Актуальность: распространение знаний об альтернативных способах умножения.
Практическая значимость. В ходе работы было решено множество примеров и создан альбом, в который включены примеры с различными алгоритмами умножениями многозначных чисел несколькими альтернативными способами. Это может заинтересовать одноклассников для расширения математического кругозора и послужит началом новых экспериментов.
Источник
Способы умножения
Все знают, как умножать в столбик, немного меньше людей знают об умножении линиями, но есть и другие интересные способы.
Умножение чисел — это очень простая операция, фактически, то же самое, что и суммирование. Конечно, пока сами числа не большие.
2х3=2+2+2 (три раза по два) или 24х6=24+24+24+24+24+24 (шесть раз по 24)
То есть, знать таблицу умножения вовсе не обязательно? Да, но с ней удобнее. Например, в случае умножения чисел 235х4596, число 4596 придется сложить 235 раз! Или наоборот, 235 сложить 4596 раз…
Слово «сложить» употреблено не зря. Вот простой способ в этом убедится. Нужно взять листок бумаги сложить его 5 раз в одном направлении, а потом 3 раза в другом. Получится действие 5х3. Считаем получившиеся от сгибания прямоугольники — их 15. Это то же самое, если бы мы взяли 3 полоски ткани (или чего угодно) длинной 5 и сложили вместе.
Как ни крути, а получается — 15!
Необычные способы умножения
В школе нас учат использовать два инструмента: таблицу Пифагора (считается что таблицу умножения придумал именно этот греческий математик) и умножению «в столбик». Это действительно самые эффективные инструменты? Кроме них есть еще несколько интересных способов умножать числа. Может, какой-то из них будет проще и учить таблицу не придется?
По-крестьянски
Использовался для определения площади земельного участка. Например, имеем поле длинной 6 и шириной 5.
Чтобы узнать, сколько будет 6х5 делаем следующее: левое число делим на 2, а правое умножаем на 2, пока от левого числа не останется единица.
2/2= 1 | 10*2=20
4х5=20, все правильно, так же как и 1х20=20
Что происходит при таком способе? Мы разделяем прямоугольник пополам, пока его ширина не станет равняться единице. Делить на два не сложно.
Вот только что будет, если одна из сторон не будет делиться на 2? Будет долгий и не такой уж простой процесс.
6/2=3 | 2*2=4 → 12
3/2=1,5 | 4*2=8 → 12
1,5/2=0,75 | 8*2=16 → 12
Если в левой части четное число — эту строку не считаем, если значение меньше единицы — тоже отбрасываем, остается вторая и третья строка, а это 8+4=12. А если представить, что умножит нужно 173 на 735? Нет, такой способ умножения не самый легкий и простой.
Можно делить/умножать и на 3, но тогда нужно знать таблицу умножения «на три», тогда уж и 5 и 7 и… Да, удобнее выучить ее всю. Также, если будет необходимо перемножить большие числа, процесс будет очень длинным.
Восточный способ
То ли китайский, то ли японский способ умножения, при помощи линий, он же «графический». Его суть состоит в том, что цифры первого числа изображаются в виде параллельных линий, а второго — перпендикулярных им. Количество пересечений и является результатом умножения. То есть, здесь знать таблицу умножения не нужно, достаточно уметь суммировать. Например, так:
2 х 3 и даже 15 х 12
Японский или китайский метод, суть не меняется
Как работает умножение линиями?
Первое число (фиолетовым цветом на картинке) рисуется так: Снизу вверх, слева на право, сначала тысячи, потом сотни, десятки, единицы. Второе число (голубым цветом на картинке) рисуется наоборот: сверху-вниз.
В первом примере все просто 2 и 3. Две линии пересекают 3 другие, получается 6 точек. Во втором, сначала рисуем 15 — единицу (один десяток), потом пять линий изображающих 5 (пять единиц). Потом (12) перпендикулярно ей вторую единицу и 2 линии.
Далее нужно посчитать пересечения, но уже в обратном направлении. Начинать справа. В примере это 10, 7 и 1. Результат складывается в столбик:
Если сравнить с традиционным «столбиком», сперва может показаться, что японско-китайский метод проще…
А что делать, если нужно умножить 10 на 12? Как изобразить «ноль» линией? Никак, он участия не принимает, можно нарисовать его пунктиром и пересечение не считать, все просто…
Но вот уже случае 853х951 рисовать и считать точки придется очень много. Старый-добрый столбик опять окажется удобнее. Каждый сам может попробовать перемножить 9878 и 8794 «японским методом» и засечь необходимое время.
Японский метод с нулем
Эта методика не универсальна, совсем не подходит, когда числа достаточно большие, зато ее очень просто объяснить маленьким детям, которые еще не знают таблицу умножения.
Жалюзи
Встречается еще и название «решетки» и индийский метод умножения. Поверить в индийское происхождение проще всего, если вспомнить, кто вообще придумывал эту вашу математику в древности. Итак, чтобы умножить два числа, нужно построить матрицу (если угодно — таблицу, мы же пытаемся быть проще).
Умножаем 45 на 82
Так как в каждом числе по 2 цифры, таблица будет 2х2. Каждую ячейку нежно перечеркнуть по диагонали. Далее записываем слева-на-право, и сверху-вниз цифры 4, 5, 8, 2 напротив каждой ячейки. Начинаем умножать цифры находящиеся напротив друг-друга. 4 на 8, 5 на 8, 4 на 2 и 5 на 2.
Ну вот опять нужна таблица умножения, иначе придется долго складывать числа.
Результаты записываются в ячейки хитрым способом, десятки над диагональю, а единицы — под ней. Но, если значение меньше 10 (то есть это одна, а не две цифры), то вместо десятки верху пишется «ноль», как при умножении 4х5. Но можно оставить поле пустым.
Теперь, чтобы узнать результат, нужно посчитать сумму в каждой диагонали, как показано на картинке. Сверху-вниз:
3
0+2+4=6
8+1=9
0
В результате получаем 3690.
Тоже достаточно просто, только с небольшими значениями, для умножения трехзначных чисел придется рисовать таблицу размером 3х3=9 ячеек.
Какой метод умножения лучше?
Если перепробовать все способы умножения чисел, становится очевидно, что все представленные альтернативные методы умножения — это все варианты знакомого «столбика». Также операции разбиваются на более мелкие: сначала умножение, потом — суммирование.
Только в так называемом китайском/японском способе умножение как таковое не используется (вместо него пересечение линий) и в этом варианте действительно можно обойтись без таблицы умножения, но придется много рисовать, что повышает вероятность совершить ошибку при пересчете точек пересечения.
Есть мнение, что популярность умножения в столбик вызвана именно компактностью записи. Так на умножение требуется меньше бумаги, меньше чернил (да, чернила раньше использовались и тоже стоили денег) и соответственно времени.
Знать нетрадиционные методики интересно и даже полезно, но школьная таблица умножения, все же быстрее, а если вы знаете как умножать в столбик — это удобнее, чем любой другой способ. Если, конечно, не считать калькулятор.
Источник
Мастер-класс по математике на тему «Нетрадиционные способы умножения многозначных чисел»
«Нетрадиционные способы умножения многозначных чисел».
Здравствуйте, уважаемые коллеги, члены жюри. Меня зовут Ким Наталья Николаевна, я преподаватель математики в школе №1 г. Алдана.
Начать бы я хотела с вопроса. Поднимите руку, кто из Вас любит математику? Только честно. Смелее. Я рада, что собрались любители (нелюбители) математики.
Возможно, что к концу нашего занятия любителей математики станет больше.
Давайте окунемся в атмосферу Востока…(восточная музыка)
Давным-давно один восточный владыка, просвещенный и мудрый, пожелал узнать всё о математике всех времен и народов. Вызвал он приближенных и объявил им свою во лю. И дал на это пять лет сроку.
Через пять лет перед дворцом выстроился караван верблюдов такой длинный, что конец его терялся где-то за горизонтом. И на каждом верблюде нагружено по два громадных тюка с толстенными томами.
Рассердился владыка, — Да ведь я до конца своей жизни не успею прочесть и десятой доли того, что собрали! Пусть напишут мне самое-самое главное. Сколько времени нужно на это?
— Один день, о владыка. Завтра ты получишь то, что желаешь! – ответил один мудрец.
— Завтра? — удивился правитель.- Хорошо.
. Едва солнце взошло на лазурном небе, как владыка потребовал к себе мудреца. Мудрец вошел, неся в руках маленький ларец из сандалового дерева;
— Ты найдешь в нем, о владыка, самое главное в математике всех времен и народов, — произнес мудрец.
Но прежде, чем откроем ларец и прочитаем, что там написано, я хочу показать Вам несколько нетрадиционных способов умножения многозначных чисел, пришедших к нам с Востока. Кто знает, может быть, и они были записаны мудрецами в тех толстенных томах.
Помните эти скучные контрольные работы, когда нужно быстро и много решать разных примеров? Это неинтересно и утомительно.
Большинство способов умножения базируются на знании таблицы умножения. Но есть способ, не требующий этого навыка — «китайское» умножение или умножение «палочками».
Оказывается, и умножение может быть интересной игрой — нужно всего лишь посчитать точки, при этом, достаточно иметь карандаш и бумагу…
Итак, давайте умножим 31х22 = 682
Посчитайте столбиком… А теперь мы с Вами будем рисовать.
Рисуем первое число сверху вниз: три горизонтальные линии – первая цифра 1 множителя, ещё одна – вторая цифра 1 множителя.
Рисуем второе число слева на право: две вертикальные линии — первая цифра 2 множителя и еще две линии – вторая цифра 2 множителя.
Теперь отмечаем все точки пересечения линий-чисел.
Затем делим рисунок вот на такие области, посмотрите внимательно на экран. И приступаем к подсчёту точек в каждой области. Двигаемся справа налево (по часовой стрелке): 2 , 8 , 6 .
Число-результат будем «собирать» слева направо (против часовой стрелки) и получили … 682.
Совпал этот ответ с результатом умножения в столбик? Здорово!
Попробуйте теперь выполнить сами умножение чисел 43 и 12 этим способом.
Всё получается? Какая возникла проблема?
В этом примере есть нюансы. При подсчёте точек во второй области получилось 11 . Единичку отправляем-прибавляем к точкам третьей части (4 + 1 ). Вывод: Если при сложении получится двузначная сумма, указываем только единицы, а десятки прибавляем к сумме цифр из следующей области.
Ответ: 516. Проверьте результат вычисления в столбик.
Понравилось умножать таким способом?
Для детей, не знающих таблицу умножения – это большое подспорье в выполнении заданий.
В Средние века на Востоке был широко распространен другой способ умножения многозначных чисел, известный как “умножение решеткой” или “способ жалюзи”.
Суть этого нехитрого способа умножения поясню на примере: вычислим произведение чисел 142 и 53.
Начнём с того, что нарисуем таблицу, в которой будет три столбца и две строки, — по количеству цифр в множителях.
Разделим клетки пополам по диагонали. Над таблицей запишем число 142, а с правой стороны вертикально — число 53.
Перемножим каждую цифру первого числа с каждой цифрой второго и запишем произведения в соответствующие клетки, располагая десятки над диагональю, а единицы под ней.
Цифры искомого произведения получим сложением цифр в диагональных рядах. Запишем получившиеся суммы под таблицей, а также слева от неё, при этом будем двигаться по часовой стрелке, начиная с правой нижней клетки: 6, 2, 5, 7 и 0.
Результат следует читать слева от таблички сверху вниз, а затем под табличкой слева направо – он равен 7526.
Проверьте верность результата, умножив числа в столбик.
Попробуйте теперь выполнить сами умножение чисел 351 и 24 данным способом и не забудьте проверить столбиком.
Способ решётки ни в чём не уступает умножению столбиком. Он даже проще и надёжнее, притом, что количество выполняемых действий в обоих случаях одинаково. Во-первых, работать приходится только с однозначными и двузначными числами, а ими легко оперировать в уме. Во-вторых, не требуется запоминать промежуточные результаты и следить за тем, в каком порядке их записывать. Память разгружается, а внимание сохраняется, поэтому вероятность ошибки уменьшается. К тому же способ решётки позволяет быстрее получить результат. Освоив его, вы сможете убедиться в этом сами.
Конечно это не все способы, которые можно использовать, но и они вносят разнообразие в математику.
Я сегодня представила Вам те способы, которые понравились мне, моим ученикам и их родителям. Хотелось бы узнать Ваше мнение.
Перед Вами табличка рефлексии, в которую Вы вносите смайлик, выбирая способ, который Вас заинтересовал. Почему?
Вернемся к ларцу… Правитель открыл крышку ларца. На бархатной подушке лежал маленький клочок пергамента. Там была написана всего лишь одна фраза: «Математика — это удивление, а через удивление познается мир».
И может быть кто-то из вас посмотрит на математику совсем по-другому… Кто-нибудь из нелюбителей математики изменил своё мнение?!
Источник
