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

На первом этапе после освоения таблицы умножения дети учатся умножать двузначные числа на однозначные (3 × 14).

Базовый метод такого умножения основан на использовании массивов, о которых мы говорили, когда обсуждали, «почему 3 × 7 равно 7 × 3». Пример 3 × 14 можно представить в виде массива точек так:

Ребенок при желании может просто сосчитать точки, но если он хорошо знает таблицу, массив можно разбить на части, которые уже легко вычисляются. В данном случае удобнее всего разбить (опять это слово!) 14 на десять и четыре:

Отсюда очевидно, что 3 × 14 – то же самое, что 3 × 10 плюс 3 × 4, или 30 + 12.

Вместо того чтобы вырисовывать каждую точку (что, кстати, может подтолкнуть ребенка к простому их пересчету), далее детям рекомендуют представлять массивы точек в виде прямоугольников, а числом точек подписывать верхние и боковые стороны этих прямоугольников.

3 × 14 превращается в следующее:

Обратите внимание: прямоугольники рисуются не в масштабе – в этом нет нужды. Мы просто чертим прямоугольники, в которые можно вписать ответы, приблизительно так:

Иными словами, 3 × (10 + 4) = 30 + 12 = 42.

Более сложные примеры можно решать аналогичным способом. 24 × 36 возможно представить так:

Этот большой прямоугольник разбиваем на части, представляющие десятки и единицы…

Получается нечто, напоминающее решетку, – именно поэтому такой метод называют методом решетки. Теперь, чтобы найти 36 × 24, нужно сложить число точек, которые уместились бы в каждой секции решетки.

Сложите шесть раз по 100, два раза по 60, три раза по 40 и 24 – и получите ответ 864. Прием может показаться нудным и длинным (он такой и есть!), но применять его быстрее, чем пересчитывать все точки поштучно. Кроме того он дает возможность понять, что, собственно, происходит.

Проверьте себя

15. Метод решетки 1

Решите пример 23 × 13, нарисовав решетку и представив числа как десятки и единицы.

Многие дети быстро соображают, что можно сэкономить время, если блоки сделать побольше. Намного проще разбить 24 × 36 так:

Теперь нам нужно выполнить всего четыре действия:

Ответ находится путем сложения результатов действий во всех четырех ячейках решетки или: 600 + 120 + 120 + 24.

Если ребенок уже уверенно пользуется методом решетки, ему остается сделать всего один небольшой шаг – и вообще перестать тратить время на чертеж. Вместо этого он записывает то, что раньше помещалось в решетке, в виде четырех отдельных примеров:

Это уже очень близко к традиционному методу умножения столбиком, и детям, которые чувствуют себя уверенно, можно показать, как сделать последний шажок и перейти к компактному варианту записи (см. «Сложение столбиком: стандартный метод» в главе «Сложение и вычитание: письменные методы»).

Но зачем двигаться к этому таким кружным путем? Причина в том, что не все дети добираются до умножения в столбик в его традиционной форме. Тем, кому плохо дается умножение, метод решетки гарантирует алгоритм, который они способны понять. И если ребенок на любом этапе вычислений что-то забывает или начинает путаться, он может «отступить» и прибегнуть к предыдущему методу, чтобы восполнить недостающее. Так что нельзя сказать, что от детей теперь не требуют умения умножать в столбик. Скорее цель в том, чтобы движение к этому происходило поэтапно, поскольку понимание в данном случае не менее важно, чем владение методом.

Проверьте себя

16. Почему эти ответы обязательно неверны?

Как определить, не решая примеры до конца, что эти ответы ошибочны?

1) 37 × 46 = 1831

2) 72 × 31 = 2072

3) 847 × 92 = 102 714

Метод решетки можно применять для перемножения не только двузначных, но и вообще любых чисел – хотя, разумеется, с увеличением чисел процесс становится более сложным.

Возьмем, 134 × 46. Можно решить этот пример так:

Если есть желание, так можно перемножать и тысячи, и более крупные числа. Хотя к тому моменту, когда ваш ребенок станет заниматься такими сложными расчетами, он почти наверняка будет уже знаком с традиционным методом умножения в столбик.

Проверьте себя

17. Метод решетки 2

Книга стоит £9,47, и школа заказывает 62 экземпляра. Пользуясь методом решетки, найдите общую стоимость заказа.

У метода решетки есть еще одно достоинство, весьма важное, хотя и не существенное для учащихся начальной школы. Вероятно, вы помните, как во времена вашего детства математика в средней школе плавно переходила в алгебру и числа все чаще заменялись буквами. В частности, начинали появляться такие выражения, как (a + b) умножить на (c + d).

Что получится, если перемножить и раскрыть скобки? Многие родители при виде подобного застывают в страхе, пока не поймут, что это в точности та же процедура, что используется при перемножении чисел методом решетки. Представьте, что (a + b) умножить на (c + d) – это то же, что (20 + 4) умножить на (30 + 6), и вообразите, что вписываете эти числа в решетку и складываете результаты.

Все выглядит в точности так, как было бы с числами:

Поэтому ответ таков: a c + a d + b c + b d. Метод решетки представляет собой намного более удачное основание для изучения алгебры, чем метод умножения столбиком. Просто чтоб вы знали…

Деление

Деление часто оказывается для ребенка самой сложной из основных математических операций. Язык здесь может быть еще более непонятным, чем при умножении: «три в два не укладывается», «делим на», «остаток переходит». Насколько важно в целом деление столбиком, и почему оно вызывает у всех такие проблемы? Кроме того, если деление все уменьшает, то почему деление на 0,5 на калькуляторе дает в качестве ответа большее число?

1. Дети не до конца осознают, что деление – действие, обратное умножению, и потому не используют известные им факты умножения для получения соответствующих фактов деления. К примеру, если вы знаете, что 7 × 4 = 28, вы знаете также, что 28: 7 = 4 и 28: 4 = 7.

2. Считают, что при «делении» речь идет исключительно о том, что кто-то с кем-то «делится» («поделите 42 яблока на шесть человек»), но не о многократном вычитании («разложите 42 яблока в пакеты по семь яблок в каждом»).

3. Уверены, что деление все уменьшает. Но если поделить 35 конфет между пятью детьми, у каждого окажется по семь конфет, однако всего конфет по-прежнему будет 35. Конфеты никуда не пропали, их просто перераспределили.

Деление обычно представляют детям как идею о равном распределении. Особенно их увлекает идея раздачи конфет (и каждый хочет быть уверенным в том, что получит свою справедливую долю). Поэтому, если речь идет о примере 48: 8, то, как правило, он представляется в виде «реальной» задачки: «У меня есть 48 ирисок, и я хочу разложить их поровну в восемь пакетиков. Сколько конфет я положу в каждый пакетик?»

Но существует и другой способ интерпретации честного раздела. Сравните предыдущую задачку с этой: «У меня есть 48 ирисок. Я хочу разложить их в пакетики по восемь штук в каждом. Сколько пакетиков у меня получится?»

Эту задачу тоже можно решить, разделив 48 на восемь.

Между двумя этими задачами есть серьезное различие. В первом случае, в задаче с распределением, мы знаем, сколько у нас ирисок и в сколько пакетиков мы их хотим разложить. Чего мы не знаем, так это того, сколько ирисок в конце концов окажется в каждом пакетике. Чтобы решить эту задачу практически, вам пришлось бы в буквальном смысле распределять 48 объектов: обозначить как-то восемь пакетиков и раскладывать: «Одну тебе, одну тебе…», – пока ириски не закончатся.

Во второй задаче ситуация немного иная. У вас по-прежнему имеется 48 ирисок; на этот раз вы знаете, сколько ирисок вы хотите положить в каждый пакетик, зато не знаете, сколько получится пакетиков. Чтобы решить эту задачу практически, вам пришлось бы выложить кучкой 48 объектов, а затем взять из кучки восемь конфет и положить их в первый пакетик, еще восемь положить во второй и т. д., пока все ириски в кучке не закончились бы. Здесь деление – это скорее повторяемое вычитание, чем распределение.

Важно, чтобы ваш ребенок был знаком с задачами как на «распределение», так и на «повторяемое вычитание».

Во-первых, от того, как будет интерпретирована задача, может на удивление сильно зависеть, насколько легко ребенку будет вычислить ответ (точно так же, как в вычитании отнесение к варианту «отнять» или «найти разницу» меняет восприятие примера 2001 – 1998).

Один специалист по образованию исследовал, как детям видятся 6000: 6 и 6000: 1000.

Ученикам, воспринимающим деление как распределение, первый пример кажется простым – они без труда могут представить себе шесть человек и мысленно раздать каждому из них по 1000 предметов. А вот второй пример для них сложный, так как представить себе целую тысячу человек они не в состоянии. Напротив, тем мальчикам и девочкам, которые видят в делении последовательное вычитание, проще решить второй пример, – ведь все, что им нужно сделать, это вычесть 1000 из 6000 столько раз, сколько получится, то есть шесть. Зато вычитать раз за разом шесть из 6000 проблематично, стоит представить только, как долго это придется делать. Тот, кто сумеет проявить гибкость и правильно выбрать подходящую к случаю версию деления, без труда решит оба примера. Впрочем, вполне достаточно твердо знать, что 1000 × 6 = 6000 и вовремя воспользоваться связью между умножением и делением.

Вторая причина, по которой необходимо понимать оба типа деления, заключается в том, что, когда (в старших классах) дети начинают делить на дроби, какой-то смысл, если разобраться, сохраняет только деление как последовательное вычитание.

Что означает Что, 16 объектов можно распределить на человека? Я, конечно, могу разделить конфеты на двоих, но никак не могу разделить их на человека!

С другой стороны, если подумать: «Сколько раз могу я вычесть из 16?» – позволяет без труда решить задачу: ответ будет 32 раза. В 16 содержится 32 половинки. Поместите эту задачу в реалистичный контекст, и вы поможете своему ребенку лучше понять ее. Пусть некая пиццерия продает пиццы половинками. Они испекли и продали 16 пицц. Сколько было продано половинок? В главе про дроби мы поговорим об этом подобнее.

Проверьте себя

18. Числовая последовательность

Числа в этой последовательности всякий раз уменьшаются на одно и то же число. Какие числа пропущены?

43 ◻ ◻ ◻ 7

Простое число – это число больше единицы, которое не делится без остатка ни на какое другое целое число, кроме единицы и само себя. Дети зачастую знакомятся с простыми числами впервые, когда говорят о распределении, вот почему мы включили эти числа в главу о делении. Осмыслить простое число можно представив его себе как число, которое не позволяет честно разделить конфеты. Так, если у вас имеется 15 конфет, вы сможете разделить их поровну на пять человек (по три штуки каждому) или на трех человек (по пять конфет каждому). Но если у вас оказалось 13 конфет, то невозможно раздать их поровну никакому числу людей – можно только вручить все кому-то одному или выдать каждому по одной штуке.

Первые несколько простых чисел – это 2 (единственное четное простое число), 3, 5, 7, 11, 13, 17 и 19. Математики обожают искать рекордно огромные простые числа и знают, что всякий раз, когда им удается получить очередное «самое большое» простое число, где-то дальше наверняка скрывается следующее, еще большее. (Откуда они это знают? Евклид доказал это более 2000 лет назад. Его доказательство красиво, но слегка сложновато для маленьких детей, поэтому мы не станем включать его в книгу.)

Проверьте себя

19. Найдите простые числа

Какие из этих чисел простые?

27 37 47 57 67

Делители и кратные не одно и то же, хотя ребенок склонен их путать. Те и другие тесно связаны с делением и умножением, и полезно в них разобраться, поскольку позже они помогут вам освоить приемы, используемые в примерах на деление.

Делители – это, если хотите, что-то вроде строительных блоков, которые перемножаются, чтобы составить число (и потому называются также сомножителями). Возьмите, скажем, число 18. Делители числа 18 – это 1, 2, 3, 6, 9 и 18. Эти делители можно объединить в пары: 1 × 18 = 18, 2 × 9 = 18, 3 × 6 = 18.

В школе детей часто будут просить найти все делители того или иного числа, и полезно с самого начала делать это методически – начиная с единицы и двигаясь в сторону возрастания. Всякий раз, когда вы находите какой-нибудь делитель, вы можете найти и его «напарника». Так, для числа 18 делителями являются: один (его напарник – 18), два (здесь напарник – девять), три (напарник – шесть). Четыре не делитель, как и пять; а вот шесть – делитель, его напарник – три… но погодите, три уже было. Нет смысла двигаться дальше, потому что там нам будут попадаться только дубликаты.

Пары чисел могут иметь какие-то общие делители. К примеру, у 18 и 27 есть общие делители, три и девять. Девять – наибольший общий делитель, которым они обладают.

С другой стороны, числа, кратные для 18, – это 36, 54, 72 и любое другое целое число, умноженное на 18.

Любая пара чисел обязательно имеет общее кратное. Возьмите 18 и 25. Умножьте 18 на 25, и получите кратное 18. Умножьте 25 на 18 – и получите кратное 25. Но ответ в обоих случаях окажется один и тот же; это и будет общее кратное двух наших чисел (в данном случае 450).

У любых чисел имеется бесконечное количество общих кратных, так, для чисел шесть и девять общими кратными являются 18, 36, 54… и более крупные числа, такие как 360, 1800, 90 000 и т. д. Невозможно сказать, чему равно наибольшее общее кратное двух чисел (это означало бы вторгнуться в царство бесконечности), но всегда можно найти наименьшее общее кратное (для шести и девяти это 18).

Проверьте себя

20. Разбираемся в делителях

Впишите эти числа в нужные места на диаграмме:

Каким образом ребенок на самом деле решает пример 48: 8? Один способ состоит в том, чтобы просто вычитать раз за разом восемь из 48, до тех пор пока ничего не останется. И в этом способе нет ничего плохого, правда, он довольно медленный. Более быстрый способ деления – вспомнить таблицу умножения. Если вы хотите помочь ребенку успешно освоить деление, то лучшее, что вы можете сделать, – добиться по-настоящему уверенного умножения.

Откуда вы знаете, что 48: 8 = 6? Все дело в том, что вам абсолютно точно известно, что 6 × 8 = 48. (У нас есть теория, что никто вообще никогда и ничего не делит – вместо этого каждый интуитивно спрашивает себя, что надо перемножить, чтобы получить нужный ответ.)

Игра: карточки на деление

Вы можете помочь своему ребенку, изготовив набор карточек, на которых умножение будет представлено примерно так:

Закройте одно из чисел и разберите вместе с ребенком отношения между оставшимися двумя числами: опишите их как можно бóльшим числом способов. В нашем примере закроем четыре:

• Чему равно 36 разделить на девять?

• На что нужно умножить девять, чтобы получить 36?

• На что нужно разделить 36, чтобы получить девять?

• Сколько раз можно вычесть девять из 36?

• Сколько получится, если 36 предметов разделить на девять человек?

Когда ваш ребенок будет уверенно ориентироваться в делении, основанном на таблице умножения, он будет готов двигаться дальше, к большим числам…

Все числа, кратные пяти, заканчиваются на пять или на ноль. Все числа, кратные двум, – четные (то есть заканчиваются на 2, 4, 6, 8 или 0). Эти закономерности могут пригодиться и при работе в обратном порядке – когда потребуется определить, делится ли какое-то число нацело на другое число или нет. К примеру, мы, просто взглянув на последнюю цифру, можем точно сказать, что число 872 не делится без остатка на пять, но делится на два.

Существуют еще три признака делимости, которые могут оказаться особенно полезными, хотя причина, по которой они работают, не до конца очевидна:

Делимость на 3. Сложите между собой все цифры, используемые для обозначения числа. Только если получившаяся сумма кратна трем, само число нацело делится на три. К примеру сумма цифр числа 211 равна четырем, что не делится на три. С другой стороны, сумма цифр числа 174 равна 12, что делится на три, так что мы знаем, что 174 делится на три нацело (174: 3 = 58).

Делимость на 6. Если число четное и у него есть признак делимости на три (см. выше), оно делится на шесть. К примеру, 8412 делится на шесть, поскольку это число четное, а сумма его цифр равна 15.

Делимость на 9. Сложите все цифры числа. Если получившаяся сумма кратна девяти, и только в этом случае, число без остатка делится на девять. Таким образом, 442 не делится на девять (сумма его цифр равна десяти), а 378 – делится (сумма цифр равна 18).

Проверьте себя

21. Признаки делимости

Сможете ли вы сказать, не производя вычислений, в каких из этих примеров деление выполняется без остатка?

1) 28 734: 2

2) 9817: 5

3) 183: 3

4) 4837: 9

5) 28 316: 6

Кто-то однажды сказал: «Всякий, кто в своей жизни решил уголком хотя бы два примера на деление, один из них решил напрасно».

Не исключено, что вам захочется вспомнить о ситуации, в которой вы в последний раз делили уголком (за исключением тех случаев, когда вы помогали ребенку справиться с домашним заданием). Австралия исключила это действие из своих учебных программ много лет назад, и никто, кажется, от этого не пострадал. В Великобритании кое-кто до сих пор рассматривает деление уголком как основу математики в начальной школе, так что, скорее всего, дети будут еще некоторое время этим заниматься. Напомним классический способ деления уголком[5]5
  Здесь форма записи при делении уголком соответствует той, что принята в Великобритании и США: делитель слева от делимого, частное над делимым. – Прим. ред.


[Закрыть].

517: 24. Здесь 517 – делимое, а 24 – делитель.

Мы не будем здесь рассказывать подробнее о делении уголком. Почему? Если вы уверенно владеете этим методом, то приведенного примера вам будет достаточно, чтобы все вспомнить, а если нет – лучше начать с нуля, используя методы, позволяющие разобраться, как это работает.

В тех случаях, когда делитель мал, процедура целиком не нужна. Поэтому для расчета 749: 7, можно использовать сокращенный вариант алгоритма (кстати говоря, в настоящее время его иногда называют методом автобусной остановки, поскольку форма записи здесь напоминает очередь из цифр в ожидании автобуса).

«Сценарий», которому учили многих из нас, выглядит примерно так:

• Семь укладывается в семь один раз, записываем 1 – первую цифру частного.

• Семь не укладывается в четыре, записываем это (пишем 0), переносим четыре.

• Семь укладывается в 49 ровно семь раз, пишем 7.

Ответ: 107.

В голове ребенка: объясняем неверные ответы

Вот как можно представить приведенный выше пример на простое деление в виде задачи. «Элинор хотела разрезать кусок ленты длиной 749 см на семь равных кусков. Какой длины оказался бы при этом каждый кусок?»

А вот ответы двух детей. Сможете ли вы понять, почему они сделали ошибки?

А. Ребенок сказал себе что-то вроде: «Семь делим на семь, получается один ровно, пишем 1. Дальше, семь в четыре не укладывается, писать нечего [на самом деле на этом этапе следовало написать 0]. Семь укладывается в 49 семь раз, пишем 7. Ответ: 17».

Б. Здесь мысленный «сценарий», вероятно, выглядел приблизительно так: «Семь укладывается в семь один раз, пишем 1. Семь в четыре не укладывается, записываем это, то есть пишем 0. Семь в девять укладывается один раз, остаток два, пишем 1 и остаток. Ответ: 101, остаток два».

Неверные сценарии детей не так уж далеки от правильного хода решения. Несложно ошибиться и вместо «Записываем, что не укладывается, то есть пишем 0» сказать себе что-то вроде: «Не укладывается, и писать здесь нечего», – или написать 0 и перейти к следующей цифре 9, считая, что четыре больше не требует никаких действий (в конце концов, с первой цифрой 7, после того как написали единицу, больше ничего не делали).

Одна из наших рекомендаций, которую мы то и дело повторяем, гласит, что детям, чтобы не делать ошибок в арифметике, важно думать о числах, а не о цифрах. Здесь вы видите, что в сценариях, в которых речь идет о цифрах, очень легко запутаться.