数学故事:古时候中国人做乘法
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古时候中国⼈做乘法,有⼀种类似于竖式的⽅便算法,叫做“铺地锦”。
在中国古典⽂学长篇⼩说《镜花缘》第79回⾥,就有⼀段利⽤“铺地锦”求圆周长的故事。
在⼩说中,有⼏位⼩姐妹聚在⼀起谈论数学。
其中⼀位名叫青钿的,指着⾯前的圆桌,问道:“请教姐姐,这桌周围⼏尺?”
被问的⼈叫做⽶兰芬,她向⾝边的宝云要过⼀把尺来,量出圆桌⾯的直径,是三尺⼆⼨。
然后取笔画了⼀个“铺地锦”,画完后,回答说:“此桌周围⼀丈零零四分⼋。
”(1⽶=3尺,1丈=10尺,1尺=10⼨)
在图1⾥,左边是《镜花缘》书中画出的“铺地锦”,右边是我们把它改写成现代记号以后,得到的乘法竖式。
从图中可以看出,“铺地锦”是在⼀个⼤的长⽅形⾥⾯,画了些纵横格⼦线,还画了连结⽅格对⾓的斜线,形状有点⼉像铺在房间⾥的地毯,所以形象地叫做“铺地锦”。
通过将图中左边的“铺地锦”和右边的乘法竖式对照,可以看出,虽然它们⼀个是中装,⼀个是西装,形式不同,实际内容却⼏乎完全⼀致。
竖式中的被乘数和乘数,在“铺地锦”图⾥,分别写在⼤长⽅形边框的右边和上边。
⼤长⽅形的4条边中,右边的和上⾯的两条,相当于乘法竖式⾥的第⼀道横线。
在竖式⾥,撇开⼩数点不管,⽤乘数的各位数字2和3分别去乘被乘数314,得到的628和942,各写⼀⾏,⾏⾃为战。
所得的各⾏,顺次向左错开⼀位,然后上下对齐相加。
在“铺地锦”图中,⼤长⽅形⾥⾯竖的两排格⼦,⾃上⽽下,顺次写着⽤乘数的每⼀位去乘被乘数的每⼀位,得到的6、2、8和9、3、12,这些位与位的乘积,每个各占⼀格,格⾃为战。
所得的这些格⼦,纵横对齐排列,沿对⾓斜线错位相加。
在竖式的第⼆道横线上⾯画了3个⼩圆圈,这是在运算过程中,进位时做的记号。
这些⼩圆圈记号在“铺地锦”⾥也有反映,表现为左边竖排3格斜线上⾯的3个“⼀”。
竖式⾥的最后得数10.048,在“铺地锦”图⾥,是在⼤长⽅形边框的左边和下⾯,从左上往下,再往右,连起来读。
⼤长⽅形的左⾯⼀条边和下⾯⼀条边,相当于竖式的第⼆条横线。
画完了“铺地锦”图,相当于写完了乘法竖式。
所以,《镜花缘》⾥的⽶兰芬画完“铺地锦”后,就能说出圆桌的周长是1丈零4分 8厘(≈3.35⽶)。