“运算”之于数学,吾之感:初似本之于木,无本之木难存;又若源之于水,无源之水难清。“运算”之重要性,不言而喻。
《老子》有云:九层之台,起于累土。盖“运算”之能力,数学大厦之根基是也。是故,小书童于2022年暑假闲暇,撰写《运算能力的培养之速算》系列文章,以期夯实孩子们的运算能力。
【补记】无奈,暑假期间种种原因没有撰写完成,在寒假继续完善……
△运算能力的培养
今天的这篇文章主要是和孩子们一起学习“整数的乘法分配律推广到小数”。此前,已经在公众号里写过一篇关于乘法分配律的随笔——“网课心得兼论《乘法分配律》”。先上结论:整数的乘法分配律,对于小数依然适用!
乘法分配律的意义 两个数的和与一个数相乘,可以先把它们与这个数分别相乘,再相加。这叫做乘法分配律。 用字母表示: (a+b)×c=a×c+b×c 或者: a×(b+c)=a×b+a×c |
怎么验证乘法分配律?可以根据乘法的意义、生活的经验、图形的直观等几个路径去验证,具体可以查阅此前公众号文章“网课心得兼论《乘法分配律》”。乘法分配律最令人心喜的地方是,它敢于打破规则的束缚,成就自由的自己,展翅翱翔于运算的天空——但是,却是正确的!比如:
例1 怎样简便就怎样计算。
(4+8)×25
原先我们的规则是先算小括号里面的4+8,然后再将得数12与25相乘,乘法分配律的新规则是先用4与25相乘得100,再用8与25相乘得200,最后将两次的乘积100与200相加,口算得出最终结果是300。很明显,4×25、8×25与100+200的计算难度和复杂度远远低于12×25相乘。因此,我们说,乘法分配律对于某些算式而言,计算速度和准确度上的价值是巨大的。让我们把这个算式脱式完成吧!
(4+8)×25
=4×25+8×25 ←4与8分别与25相乘,再相加
=100+200
=300
在我们学习乘法分配律之前,就已经在运用乘法分配律指导我们的数学学习了,只不过,那时候,我们还不认识它而已。还记得我们是怎么笔算25×12的吗?
多么完美的融合!可见,乘法分配律与乘法交换律、乘法结合律以及加法交换律、加法结合律一样,是“计算”这座大厦的基石。
我们理解了乘法分配律的意义,就可以根据它来进行很多计算(我们主要讨论显性的、有明显数字特征的算式,像乘法竖式虽然也是在利用乘法分配律,但这篇文章里不讨论),而且我们的计算是快速的。记住:天下武功,唯快不破!老规矩,我们依然分成几个题组来进行学习!
“拆”
“拆”是乘法分配律的基本功,是乘法分配律的“基本型”。即:计算形如(a+b)×c,我们只需要把括号里面的两个数a和b,拆开分别与c相乘,将乘得的积相加就可以了。拆字诀:合起来算,不如分开算!
例2 怎样简便就怎样计算。
(25+12)×8
=25×8+12×8
=200+96
=296
我们按照以前学习的混合运算的计算顺序,重新再来算一遍。(什么?为什么要重新计算?学习总是在对比中进行比较好,“没有买卖就没有伤害”,不感受一下过去的“不好”,怎么会对现在的“好”说喜欢呢?)
(25+12)×8
=37×8
=296
对比一下两种不同的计算方法,你有什么感受?如果你觉得,两种不同的计算方法的难度差不多啊,那好,我尊重你的感觉!用你的方法再计算一道吧!
例3 怎样简便就怎样计算。
(80+4)×125
=84×125
=?
怎么样?两位数乘三位数喽,哇,这次计算起来,真的是好麻烦啊!没事,没事,我们运用乘法分配律再计算一遍吧!
(80+4)×125
=80×125+4×125 ←8与125相乘是1000
=10000+500
=10500
怎么样?现在感觉又如何?虽然,我们在计算形如(a+b)×c,我们只需要把括号里面的两个数a和b,拆开分别与c相乘,将乘得的积相加就可以了,但是,有时候,a与b的和比较隐蔽,需要我们用心地去观察、思考才行。比如:
例4 怎样简便就怎样计算。
84×125
怎样计算才是简便呢?仔细观察,然后想一想!哈哈,被小书童吓唬住了吧?是的,我们以前就学过,可以看到125就要想到8、4、2……等一些双数,而84就是双数,一定要“拆”开来计算。现在你开始简便计算吧,稍后,与下面地计算对照一下!
84×125
=(80+4)×125 ←先把84拆成80与4,转化成例3
=80×125+4×125
=10000+500
=10500
现在来想:隐蔽在哪里呢?原来,小括号里面的算式已经帮我们计算出来,并去掉了小括号,也就是说,“84”原来的样子是“(80+4)”。隐藏了我们就不会了么?太小瞧人了!一句话:通常两个数相乘,可以想办法把其中的一个数拆成容易计算的两个数(有限多个数也是可以的)。
孩子们,现在再来对比两种算法——“硬着头皮算”与“运用乘法分配律简便计算”,你的感受又如何?“转化”真的是太厉害了!对了,我们课堂上聊过,数学家与物理学家烧水的故事!你还记得吗?
化归与转化的数学思想
网上流传着这样一则故事。匈牙利著名数学家路沙·彼得曾提出这样一个问题:“假设在你面前有煤气灶、水龙头、水壶和火柴,你想烧开水,应当怎样去做?”对此,某人回说:“在壶中灌上水,点燃煤气,再把壶放到煤气灶上。”提问者肯定了这一回答;接着,他又追问道:“如果其它的条件都没有变化,只是水壶中已经有了半壶水,那你又应当怎样去做呢?”这时物理学家往往会很有信心地说:“点燃煤气,再把水壶放到煤气灶上。”而数学家的回答应是这样的:“只有物理学家才会这样做,而数学家们则会倒掉壶中的水,并声称我已把后一问题化归成原先的问题了。”
好了,现在我们开始比较隐蔽的、可拆分的、乘数里有“小数”的简便计算。
例5 怎样简便就怎样计算。
12.5×1.8
=12.5×(1+0.8)←把12.5想成125,拆出来0.8
=12.5×1+12.5×0.8
=12.5+10
=22.5
“合”
与“拆”相同,“合”也是乘法分配律的基本功,只不过是乘法分配律的逆向使用罢了。如下图:
它的基本结构是:“乘-加-乘”转化成“合-乘”。这一类的特点,就是“乘-加-乘”的部分具有相同的乘数c,且另外两个乘数的和a+b是“比较整的数”。这个“比较整的数”既可以是10、100,也可以是1、0.1等。只要容易计算a+b的和与c相乘就可!合字诀:分开算,不如合起来算!
例6 怎样简便就怎样计算。
37×64 + 63×64 ←符合“乘-加-乘”基本结构
=(37+63)× 64 ←37+63“比较整”
=100×64
=6400
同样的,逆向使用的乘法分配律同样适用于小数。需要我们注意的是:①“乘-加-乘”的基本结构中,“加”也可以是“减”,“乘”也可以是“除”,并且可以推广到“乘-加-乘-加-乘”等有限多个乘法算式相加;②有时候,“乘”可能是一个数,而不是一个式子,需要我们对它进行“×1”变形出来乘法算式。
例7 怎样简便就怎样计算。
(1)167×2+167×3+167×5
=(2+3+5)× 167
=10×167
=167
(2)28×22.5-2×22.5-6×22.5
=(28-2-6)× 22.5
=20×22.5
=450
(3)0.39×1.8+0.3×0.39-0.39×0.1
=(1.8+0.3-0.1)× 0.39
=2×0.39
=0.78
“凑”
相比较“拆”与“合”,“凑”就是乘法分配律的天花板了。打个比方吧,我们跑100米,“拆”与“合”可能是13秒,“凑”可能就是10秒以内了。举几个例子,体会体会!
例8 怎样简便就怎样计算。
35×99←把99凑成“比较整”的100
=35×(100-1)
=35×100-35×1
=3500-35
=3465
对了,两位数×99,是有速算的哦。你还记得吧?贴图,看看能不能换起来你的回忆?
我们再来看一个“凑”的例子!
例9 怎样简便就怎样计算。
7.4×2.6+74×0.75-0.74×10
通过观察,我们发现这道算式的结构是“乘-加-乘-减-乘”符合乘法分配律的结构,可以我们没有找到“相同的乘数”,怎么办?想办法呗!没有条件创造条件也要上!我们知道,小数和整数具有概念上的一致性,那么我们可以把算式中所有的乘数都“想”成整数,就会发现这个相同的数是“74”!OK!接下来你能解决掉它吗?
7.4×2.6+74×0.75-0.74
=7.4×2.6+7.4×7.5-7.4×0.1
=7.4×(2.6+7.5-0.1)
=7.4×10
=74
乘法分配律至少涉及两种运算,其难度与复杂度远超乘法交换律和乘法结合律。同一道题,每个人的感觉是不同的,选择的策略也可以不同。思维最重要的品质是灵活!我们切不可一棵树上吊死。比如:
例10 怎样简便就怎样计算。
125×48
不同的人,肯定会选择不同的简便计算的策略。我们不妨设想一下大家都有什么简便方法。
这样?
125×48
=125×(40+8)
=125×40+125×8
=5000+1000
=6000
这样?
125×48
=(100+20+5)×48
=100×48+20×48+5×48
=4800+960+240
=6000
这样?
125×48
=125×(50-2)
=125×50-125×2
=6250-250
=6000
这样?
125×48
=125×(8×6)
=(125×8)× 6
=1000×6
=6000
这样?
……
不管怎么样,总有你自己的简便策略。你觉得哪种简便策略最好?
往期推荐