Текст книги "Математика для мам и пап: Домашка без мучений"

Помогая ребенку выучить таблицу умножения, очень важно объяснить ему, что порядок чисел не имеет значения: 3 × 7 дает тот же ответ, что и 7 × 3. Математикам эта мысль так нравится, что они придумали для нее особое название: коммутативный закон.

Взрослым серьезнейшая идея о том, что умножению свойственна коммутативность, обычно кажется самоочевидной. С детьми все по-другому. Нужно немало времени, чтобы эта идея закрепилась в сознании мальчика или девочки, – ведь при знакомстве с умножением это его качество, как правило, явно не проявляется. Если у Джо есть три пакетика с конфетами, в каждом из которых лежит по семь конфет, а у Сэма – семь пакетиков с тремя конфетами в каждом, не слишком очевидно, что у Джо ровно столько же конфет, сколько и у Сэма. (Если предложить маленькому ребенку два этих варианта, он с большой вероятностью выберет семь пакетиков в надежде получить больше конфет.)

Один из лучших способов наглядно показать ребенку, почему 3 × 7 равно 7 × 3, заключается в использовании массива. «Массив» – слово, которого вы, вероятно, не встречали в курсе школьной математики, но сегодня оно прочно вошло в соответствующий лексикон и активно используется. Это специальное математическое слово, обозначающее набор чисел или фигур, заключенный в прямоугольник. Вот, к примеру, массив из трех строк и семи столбцов.

Массив – чрезвычайно важное понятие, это простое и визуальное средство помочь ребенку разобраться в том, как работают умножение и дроби. Сколько всего точек в прямоугольнике 3 на 7? Три строки по семь элементов насчитывают 21 элемент. Иными словами, массивы – доступный для понимания способ наглядно представить умножение, в данном случае 3 × 7 = 21.

Что, если мы нарисуем массив двумя разными способами?

Первый массив показывает 3 × 7, второй 7 × 3. (Традиционно эти схемы «читаются» в таком порядке: строки, затем столбцы.) Очевидно, что в обоих массивах должно быть одинаковое число точек (их не обязательно при этом считать поштучно), поскольку, если первый массив повернуть на четверть оборота, он будет выглядеть в точности как второй. Иными словами, 3 × 7 = 7 × 3.

И в самом деле, каким бы ни был массив (или какие бы числа вы ни перемножали), ответ будет один и тот же, с какой стороны ни посмотри. 247 × 196 – то же самое, что 196 × 247, и чтобы в этом убедиться, достаточно вспомнить о массивах.

Короткий совет

Оглядитесь, поищите рядом, в доме или на улице, какие-нибудь массивы. Покажите их своему ребенку, поговорите о них. Взгляните, к примеру, на пластиковый подносик с пирожными в коробке. Пирожные на нем уложены в массив 4 на 3. А если повернуть? Тогда 3 на 4. А теперь взгляните на окна многоэтажки. Вот это да, это тоже массив, 5 на 4! А может быть, 4 на 5, как посмотреть? Этого мало. Стоит начать обращать внимание на массивы, как выяснится, что они всюду.

Если вы уже усвоили с детьми идею о том, что 3 × 7 – это то же самое, что 7 × 3, то число фактов умножения, которые вам необходимо запомнить, резко уменьшается. Стоит заучить 3 × 7 – и в качестве бонуса вы получаете ответ на 7 × 3. Это, по существу, математический эквивалент рекламного приема «купи один, второй получи бесплатно». Знание этого переместительного закона снижает число фактов умножения со 100 до 55 (не ровно наполовину из-за случаев возведения в квадрат, таких как 3 × 3 или 7 × 7, которые не имеют пары).

Можно увидеть, как происходит это снижение, если еще раз посмотреть на 100 чисел в таблице умножения на 10, приведенной ранее.

Каждое из чисел, расположенных выше пунктирной диагонали (к примеру, 5 × 8 = 40), присутствует и ниже нее (8 × 5 = 40). Пунктирная диагональная линия является также линией симметрии. (Обратили внимание, какие числа стоят на пунктирной линии? См. ниже.)

Короткий совет

Дети обычно начинают учить таблицу умножения при помощи счетных алгоритмов. Чтобы сообразить, чему равно 8 × 4, они считают так: 4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32. Но если ты знаешь, что восемью четыре – то же самое, что четырежды восемь, то 8, 16, 24, 32 будет быстрее. В Японии детей специально учат «ставить меньшее число первым». Семь раз по 3? Не делайте так, считайте лучше 3 раза по 7.

Результат умножения числа на само себя (1 × 1, 2 × 2, 3 × 3 и т. д.) известен как квадрат числа. Это потому, что графически такое умножение соответствует квадратному массиву. Если вы вернетесь к таблице умножения и посмотрите на ее диагональ, то увидите, что всю ее составляют квадраты чисел.

В дальнейшем эти величины так часто всплывают в школьном курсе математики, что имеет смысл выучить их отдельно от остальной таблицы. У них есть интересная особенность, которую вы можете исследовать вместе с ребенком. Перечисляя квадраты чисел – 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100, обратите внимание, на сколько они каждый раз увеличиваются:

Эта любопытная связь между квадратами чисел и нечетными числами – прекрасный пример того, как разные виды чисел связаны между собой в математике.

Первая и самая простая таблица, которую следует заучить – таблица умножения на 10: 10, 20, 30, 40… По существу, это простое расширение последовательности 1, 2, 3, 4.

Кроме того, дети относительно легко заучивают таблицу умножения на пять, и помогают им в этом руки и ноги, наглядно представляющие четыре пятерки. Удобно также, что числа в таблице умножения на пять всегда заканчиваются на 5 или 0 – простая закономерность, позволяющая ребенку сразу понять, есть такое число в данной таблице или нет. (Кстати говоря, это приложимо и к более крупным числам: мы точно знаем, что число 3 451 254 947 815 присутствует в таблице умножения на пять, хотя мы и не сможем в этом убедиться с помощью калькулятора: на экране устройства такое число просто не поместится).

Дети легко удваивают числа. Вероятно, это связано с наличием у нас двух рук по пять пальцев на каждой. Одолжите им свою пару рук, и все удвоения в пределах удвоенной десятки будут быстро выучены.

Однако дети не всегда связывают удвоение с умножением на два. Ребенок может знать, что, если удвоить шесть, получится 12, но когда вы спрашиваете его, чему равно шестью два, ему приходится считать: 2, 4, 6, 8, 10, 12. В таком случае следует напомнить ему, что шестью два – то же самое, что дважды шесть, а дважды шесть – это и есть удвоенная шестерка.

Таким образом, если ваш ребенок хорошо удваивает, то он, по существу, знает таблицу умножения на два. При этом он вряд ли сразу сообразит, что с ее помощью можно быстро представить себе таблицу умножения на четыре – для этого нужно всего лишь удвоить и еще раз удвоить.

Эта же идея распространяется и на восьмерки. Чтобы найти, чему равны восемь троек, нужно эту тройку удвоить (получив шесть), еще раз удвоить (получив 12) и еще раз удвоить (24).

В данном подходе замечательно то, что способность решать примеры не исчерпывается, когда заканчивается таблица умножения.

Четырехкратное удвоение какого-либо числа – это все равно что взять это число 16 раз, пятикратное удвоение – 32 раза и т. д. Сколько будет 32 умножить на 18? Нужно просто удвоить 18 пять раз. 18, 36 (× 2), 72 (× 4), 288 (× 16), 576 (× 32).

Игра: двойная бродилка

Можно приспособить любую игру, в которой игроки бросают кубик, таким образом, чтобы все броски считались двойными. Это дает сразу несколько преимуществ: с одной стороны, детям нравится идея пройти с каждым броском вдвое дальше, чем показывает кубик; с другой – они постепенно осваивают таблицу умножения на два. Кроме того (что немаловажно для родителей, занятых другими делами), игра заканчивается вдвое быстрее.

Проверьте себя

10. Чему равно 8 × 7

Сможете ли вы получить 8 × 7 методом удвоения?

Один из способов освоить таблицу умножения на девять состоит в том, чтобы взять результат умножения на десять и вычесть лишнее. Чему равно девять раз по семь? Десять раз по семь – это 70, вычитаем семь, получаем 63. Возможно, быстрый набросок соответствующего массива поможет закрепить эту идею в сознании ребенка.

Если вы заучили таблицу умножения на девять только до «девятью десять», то девятью 25 поставит вас в тупик. Но десять раз по 25 это 250, вычитаем 25, получаем 225. 9 × 25 = 225.

Проверьте себя

11. Метод компенсации

Сможете ли вы решить пример 9 × 78 в уме методом компенсации (умножив на 10 и отняв 78)?

Существует и другой удобный способ освоить таблицу умножения на девять. В нем используются пальцы, а дети обожают это.

Держите руки перед собой ладонями вниз. Представьте, что ваши пальцы (включая и большой) пронумерованы от 1 до 10. 1 – мизинец на левой руке (крайний палец слева от вас), 10 – мизинец на правой (крайний палец справа).

Чтобы умножить какое-то число на девять, загните палец с соответствующим номером. Скажем, вас интересует девятью 7. Загните палец, который вы мысленно обозначили как седьмой номер.

А теперь взгляните на свои руки: число пальцев слева от загнутого даст вам число десяток в ответе; в данном случае это 60. Количество пальцев справа даст число единиц: три. Итог: 9 × 7 = 63. Попробуйте: этот метод работает со всеми однозначными числами.

Для детей таблица умножения на три – одна из самых сложных. В данном случае практически не существует никаких приемов (некоторые предлагают сначала удвоить число, а затем к результату прибавить его же; тогда 3 × 7 будет дважды семь (то есть 14) и еще 7 (21), но на самом деле это не быстрее, чем посчитать: 7, 14, 21). В общем, следует примириться с тем, что умножение на три придется просто вызубрить. Поэтому лучше сначала разобраться с остальными таблицами, чтобы дать ребенку возможность обрести уверенность в себе.

Таблица умножения на шесть следует непосредственно из таблицы умножения на три; здесь, опять же, все сводится к удвоению. Если умеешь умножать на три, просто удвойте результат – и получите умножение на шесть. Таким образом, 3 × 7 = 21, 6 × 7 = 42.

Проверьте себя

12. Сказочные пирожные

На школьной ярмарке Мэри зарабатывает по 60 пенсов с каждого проданного пирожного. Всего ей удалось продать девять пирожных. Сколько всего денег она заработала?

Итак, все, что у нас осталось, – таблица умножения на семь. Есть хорошая новость. Если ваш ребенок успешно овладел таблицами, описанными выше, нет нужды вообще ничего заучивать: все уже есть в остальных таблицах.

Однако для полноты картины ваш ребенок, возможно, захочет выучить таблицу умножения на семь отдельно, поэтому мы познакомим вас с игрой, которая поможет ускорить этот процесс. Вам потребуется столько игральных кубиков, сколько сможете найти. Десять, к примеру, – отличное количество. Можно устроить соревнование. Скажите сыну или дочери, что хотите посмотреть, кто из вас сможет быстрее сложить выпавшие на кубиках числа. Однако, чтобы дать детям шанс, позвольте им самим решить, сколько кубиков бросать. А чтобы повысить шансы ребенка на выигрыш, можете договориться, что тот должен сложить числа, указанные на верхних гранях кубиков, а вы – те, что и на верхних, и на нижних.

Пусть каждый ребенок выберет по крайней мере два кубика и положит их в стакан или кружку (в них удобно трясти кости, добиваясь случайности броска). Вам нужно знать лишь, сколько кубиков взял ребенок.

Как только кубики брошены, вы можете сразу же посчитать, какую сумму дадут числа на верхних и нижних гранях! Каким образом? Очень просто: умножив число кубиков на семь. Таким образом, если было взято три кубика, сумма верхних и нижних чисел составит 21. (Причина, разумеется, в том, что числа на противоположных гранях игральной кости всегда дают в сумме семь.)

Дети будут так поражены скоростью ваших подсчетов, что тоже захотят овладеть этим методом, чтобы когда-нибудь воспользоваться им в игре с приятелями.

Проверьте себя

13. Установите, какие примеры имеют одинаковый ответ

Соедините линией пример слева с соответствующим по результату примером справа:

В эпоху так называемой Британской имперской системы мер и «недесятичных» денег каждому необходимо было владеть счетом до 12 × 12 (тогда в шиллинге было 12 пенсов, а в футе 12 дюймов). Для сегодняшних детей все это – древняя история; им, воспитанным в метрической системе измерений, достаточно владеть умножением в пределах 10.

Вот только… 12 то и дело всплывает в расчетах: множество людей по-прежнему меряет и считает в дюймах (в Америке это стандарт), а яйца и сегодня продают дюжинами и полудюжинами.

Мало того. У ребенка, свободно перемножающего числа больше десяти, начинает вырабатываться понимание того, как перемножаются большие числа. Знание таблиц умножения на 11 и 12 помогает заметить интересные закономерности, которые вы вполне могли бы пропустить, если бы остановились на десяти. Приведем полную таблицу умножения до 12.

Обратите внимание: число восемь, к примеру, встречается в таблице четыре раза, тогда как 36 – пять раз. Если соединить все ячейки с числом восемь, получится плавная кривая. То же можно сказать и про ячейки с числом 36. В самом деле, если какое-то число появляется в таблице больше двух раз, то все места его появления можно соединить плавной кривой примерно одинаковой формы – и если нарисовать на одной таблице все такие кривые, то они ни разу не пересекутся между собой. (Кривую такой формы называют гиперболой.)

Вы можете подтолкнуть своего ребенка к самостоятельному исследованию, которое займет его (может быть) на полчаса, а то и больше. Распечатайте несколько экземпляров таблицы умножения двенадцати первых чисел на 12, а затем попросите его сделать следующее:

• раскрасить все ячейки с четными числами красным цветом, а с нечетными – синим;

• определить, какие числа встречаются там чаще всего;

• сказать, сколько в таблице встречается различных чисел;

• ответить на вопросы: «Какое самое маленькое число не встречается в этой таблице? Какие еще числа от 1 до 100 в ней отсутствуют?»

Таблица умножения на 11 строится проще всего.

1 × 11 = 11

2 × 11 = 22

3 × 11 = 33

4 × 11 = 44

5 × 11 = 55

6 × 11 = 66

7 × 11 = 77

8 × 11 = 88

9 × 11 = 99

Но что же дальше? Есть очень симпатичный простой прием, позволяющий без труда умножить любое число от 10 до 99 на 11:

• Возьмите любое число от десяти до 99 – пусть это будет, скажем, 26.

• Разбейте его на два числа и раздвиньте их, чтобы в середине образовался пробел: 2 _ 6.

• Сложите между собой две цифры вашего числа. 2 + 6 = 8 и вставьте то, что получилось, в середину: 2 8 6

Это ответ! 26 × 11 = 286.

Но будьте осторожны. Что получится, если вы перемножите 75 × 11?

• Разбиваем число: 7 _ 5

• Складываем: 7 + 5 = 12

• Вставляем результат в середину и получаем 7125, что очевидно неверно!

В чем дело? В этом примере есть небольшая хитрость, которую нужно применять тогда, когда цифры, использующиеся для обозначения числа, в сумме дают десять или больше (7 + 5 = 12). Прибавляем один к первой из наших цифр. Следовательно, 75 × 11 будет не 7125, а (7 + 1)25, или 825. Так что фокус на самом деле не так прост, как может показаться.

Проверьте себя

14. Одиннадцать

Решите в уме:

1) 33 × 11

2) 11 × 62

3) 47 × 11

Игра: победи калькулятор

Цель этой игры – развить навык быстрого пользования таблицей умножения. Вам потребуется колода игральных карт без картинок и калькулятор. Решите, кто из играющих первым будет использовать калькулятор.Правила:

• Игрок с калькулятором должен перемножить два выпавших на картах числа; при этом он должен использовать калькулятор, даже если знает ответ (да, это может быть очень тяжело).

• Другой играющий должен перемножить те же два числа в уме.

• Тому, кто получает ответ первым, достается очко.

• После десяти попыток игроки меняются местами.

Умножение без таблицы

Овладев таблицей умножения и прочно включив ее в свой математический арсенал, дети начинают двигаться дальше и изучать методы и стратегии умножения и деления более крупных чисел. Как мы видели, письменные методы, которые преподают сегодня в школе, довольно сильно отличаются от тех, что преподавали учащимся еще несколько лет назад. Если дети умудряются ошибаться даже при сложении и вычитании на бумаге, то вероятность ошибок в длинных примерах на умножение и деление оказывается еще выше. Одна из причин состоит в том, что они приступают к умножению длинных чисел сразу после решения множества задач на сложение и вычитание таких чисел. А поскольку те и другие примеры оформляются сходным образом, дети часто начинают применять к умножению правила, уже усвоенные ими применительно к сложению: как ни печально, получить при этом верный ответ удается не всегда. Поэтому не спешите с умножением и делением – не исключено, что вашему ребенку кажется, будто он понимает, что происходит, хотя на самом деле это не так.

1. Дети делают ошибки при использовании приемов, которые были усвоены механически, без понимания того, что на самом деле происходит.

2. Считают, что умножение означает многократное сложение (тогда как на самом деле умножение часто связано с пропорциями).

3. Уверены, что умножение всегда делает числа больше (и оказываются в тупике, обнаружив, что при умножении на число уменьшается).

После того как ребенок уверенно овладеет таблицей умножения, он готов приступить к умножению более крупных чисел. В прежние времена это означало, что он немедленно начинает умножать в столбик.

Распространено мнение, будто когда-то давно чуть ли не все школьники умели правильно умножать в столбик и получали верные ответы в 99, если не в 100 процентах случаев. Но это всего лишь миф. В то время как некоторые дети действительно с удовольствием пользовались этим компактным, проверенным веками приемом, многие другие овладевали им с большим трудом. Даже если ребенок умел умножать столбиком и получал верные ответы, он зачастую плохо понимал, почему этот способ работает, и, по существу, пользовался им как черным ящиком: вставляешь числа и смотришь, что получится на выходе. А если ребенок долго не практиковался, он часто забывал важные составляющие метода и в расчетах сразу появлялись ошибки. Некоторым же вообще не удавалось научиться этому замечательному методу.

Умножению в столбик учат и сегодня, но, как правило, лишь после того, как дети пройдут несколько важных предварительных этапов и у них сформируется верное представление о том, что они делают.

Напомним о том, как делается умножение в столбик. Умножим 36 на 24:

Смысл в том, чтобы умножать на отдельные цифры числа 24 последовательно, справа налево. Выполняя действия, вы, вероятно, проговариваете про себя примерно следующий сценарий: «Четырежды шесть будет 24, четыре пишем, два в уме, четырежды три будет 12, плюс два, равно 14… 144. Сдвигаемся на одну позицию влево, дважды шесть – 12, 1 в уме, дважды три – шесть, плюс 1, будет семь, итого 72». Затем вы складываете 144 и 72 (то есть на самом деле 720, но в нашем примере нуль не пишется) и получаете ответ.

И это прекрасно, если вы верно выполняете все правила. Что, к несчастью, получается далеко не у каждого ребенка.

В голове ребенка

Как они умудрились получить эти неверные ответы?

А. Ребенок верно умножил три на шесть и перенес один. Он вспомнил, что эту единицу нужно в какой-то момент куда-то прибавить, но, увы, сделал это не на том этапе. Вероятно, он думал так: «Три плюс один будет четыре, затем умножаем три на четыре, получаем 12».

Б. Ребенок выполняет умножение столбиком так, как если бы это было сложение столбиком. При сложении вы складываете сначала единицы, затем десятки и получаете верный ответ на пример 36 + 24. Логика ребенка заключалась в том, что приблизительно то же можно сделать и при умножении – перемножить единицы (4 × 6 = 24), перемножить десятки (20 × 30 = 600) и сложить результаты.

В. Ребенок не осознал, что умножать нужно на 20, а не на 2. К несчастью, слова, которые мы при этом произносим, не всегда помогают разобраться в ситуации. Быстрее сказать: четырежды шесть двадцать четыре, четырежды три двенадцать, ставим нуль, дважды шесть – двенадцать, дважды три – шесть.

Именно из-за распространенных ошибок, таких как приведенные здесь, школы сегодня, как правило, выбирают другой путь к умножению.