Metodi aritmetici
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Ci sono due modi di fare un calcolo, e la fluidità sta soprattutto nello scegliere in fretta fra i due. Un metodo mentale rimodella i numeri in altri più facili — è veloce, ma dipende dal fatto che i numeri collaborino. Un metodo scritto ignora che aspetto hanno i numeri e li macina a un costo costante.
Entrambi poggiano sulla stessa idea: il valore posizionale. Riportare, chiedere in prestito, spezzare e raddoppiare sono lo stesso impacchettare e spacchettare decine, fatto in notazioni diverse. Questa pagina percorre l'intera scala, con un esempio svolto a ogni piolo e il motivo per cui funziona.
Da dove comincia l'addizione?
L'addizione comincia con quantità abbastanza piccole da vedersi e contarsi, e la prima regola è contare in avanti dal numero più grande. Sommare entro il venti comincia lì. Per 3 + 9, parti da 9 e conta altri tre: 10, 11, 12, quindi 3 + 9 = 12. Contare dal numero più grande funziona perché l'ordine non cambia il totale, e contare fino a tre è più sicuro che contare fino a nove. Togliere è la stessa idea al contrario: per 12 − 5, parti da 12 e conta cinque passi indietro fino a 7. Quando una somma supera dieci, come 8 + 5, dividi il numero più piccolo in modo che la sua prima parte completi dieci: 8 + 2 = 10, poi altri 3 fanno 13. Queste somme restano dentro venti, così chi impara può controllare ognuna con dei gettoni. Anche una sottrazione controlla un'addizione, dato che 13 − 5 = 8 riporta al punto di partenza.
Moltiplicazione e divisione cominciano allo stesso modo, come disposizioni più che come fatti. Gruppi uguali stabilisce che moltiplicare conta gruppi della stessa misura, Righe e colonne stende quei gruppi come un rettangolo, così 3 × 4 e 4 × 3 sono visibilmente lo stesso rettangolo girato di lato, e Distribuire in parti uguali introduce la divisione come la domanda a cui il rettangolo risponde all'indietro. La guida alle tabelline si occupa di rendere automatico quel ricordo, che tutto ciò che segue dà per scontato.
Che cosa sono gli amici del 10, e a che cosa servono?
Un amico del 10 è una coppia di numeri interi che sommati danno dieci: 1 e 9, 2 e 8, 3 e 7, 4 e 6, 5 e 5, e 0 e 10. Ce ne sono solo sei, e un bambino che li conosce a memoria può superare il dieci in due piccoli passi invece di contare uno a uno. Per 7 + 6, al 7 mancano 3 per fare dieci, quindi dividi il 6 in 3 e 3. Poi 7 + 3 = 10, e 10 + 3 = 13. Gli amici del 10 insegna le coppie con una cornice del dieci, una fila di dieci caselle. Metti 7 gettoni nella cornice e restano tre caselle vuote, quindi 7 + 3 = 10. Le caselle vuote sono il compagno, e si vedono senza contare quelle piene.
10 − 4 = 6, cioè quanto manca a 4 per arrivare a dieci
Trova cosa manca a 7 per arrivare a dieci.
Sottrarre attraversando il dieci funziona allo stesso modo, ma al contrario. Per 16 − 9, togli prima 6 per arrivare a 10, poi gli altri 3 per arrivare a 7, quindi 16 − 9 = 7. Un numero mancante funziona allo stesso modo: in 3 + ? = 10 la risposta è il compagno di 3, cioè 7. Ogni risposta si può controllare con il fatto da cui viene, perché 7 + 6 = 13 dà anche 13 − 6 = 7 e 13 − 7 = 6. I tre fatti appartengono a un'unica famiglia.
«Quanti di più» è anch'essa una sottrazione, anche se non sembra. Con 12 biglie in una fila e 8 in un'altra, abbina le biglie una a una tra le due file. Quattro biglie della fila più lunga restano senza compagno, quindi ce ne sono 4 in più in quella fila, e 12 − 8 = 4 dice la stessa cosa. Di più e di meno comincia dall'abbinamento, perché mostra quale fila è più lunga senza contare nessuna delle due. Con numeri più grandi, conta invece in avanti dal numero più piccolo: da 8 a 10 ci sono 2, e da 10 a 12 altri 2, quindi la differenza è 4.
Ora tocca a te
4 + ? = 10
5 + ? = 10
6 + ? = 10
Come si somma a mente?
Per sommare a mente, trasforma il conto in un conto più facile che ha la stessa risposta, e poi risolvi quello facile. Il cambio più comune è dividere ogni numero in decine e unità. Per 58 + 26, somma le decine, 50 + 20 = 70, poi le unità, 8 + 6 = 14, e unisci le due parti: 70 + 14 = 84. Questo funziona perché riorganizzare le parti di una somma non ne cambia mai il totale. Quando un numero si trova appena sotto un multiplo di dieci, arrotondarlo è più veloce che dividerlo. Per 58 + 29, somma 30 al suo posto e poi togli l'1 di troppo: 58 + 30 − 1 = 87. Le cinque mosse qui sotto sono tutte versioni di questa stessa idea. Una stima veloce scopre un errore: 58 + 29 è vicino a 60 + 30 = 90, quindi 87 è una risposta ragionevole, mentre 77 o 97 non lo sono.
fai scorrere entrambe di +0: 83 − 47 = 36, la stessa distanza, perché aggiungere d a entrambi gli estremi di una sottrazione si annulla, (83 + d) − (47 + d) = 36
Fai scorrere entrambe le estremità finché il numero da sottrarre non è un multiplo di 10
un valore ≥ il punto medio si arrotonda per eccesso e uno < esso per difetto, perché il punto medio è equidistante da entrambi
Trova il numero più piccolo che si arrotonda per eccesso
Riordina. Sommare in qualunque ordine è la licenza per tutto il resto: 7 + 24 + 3 diventa 7 + 3 + 24 = 34, perché all'addizione non importa in che ordine la si serve.
Spezza. Sommare spezzando rompe un numero lungo i suoi valori posizionali — , poi 6 + 7 = 13, quindi 83. È l'addizione in colonna detta ad alta voce, da sinistra a destra.
Passa per il dieci. Passare per il dieci usa il dieci come pietra di guado: , poi altri 3 = 13. È la mossa singola più utile di tutta l'aritmetica dei primi anni, perché il dieci è dove la notazione cambia marcia.
Raddoppia. Doppi e quasi doppi trasforma 7 + 8 in 7 + 7 + 1 = 15. I doppi si ricordano più in fretta di ogni altro fatto di addizione, quindi tutto ciò che dista uno da un doppio è quasi gratis.
Arrotonda e aggiusta. Arrotondare e aggiustare è quella che gli adulti usano di più: , poi riprenditi il .
Ora tocca a te
45 + 8
76 + 6
Sottrarre senza togliere
La sottrazione ha le sue due mosse, e nessuna è "togliere". Contare in su per sottrarre legge 82 − 67 come il divario da 67 a 82: tre per arrivare a 70, poi altri dodici, quindi 15. È così che i negozianti davano il resto prima che lo facessero le casse.
La stessa differenza è la più potente. Fai scivolare entrambi i numeri della stessa quantità e il divario fra loro resta intatto, quindi 82 − 67 = 85 − 70 = 15. Scegli lo scivolamento che rende tondo il secondo numero e la sottrazione smette di essere lavoro.
Ora tocca a te
72 - 47
67 - 49
Come funziona davvero l'addizione in colonna?
L'addizione in colonna funziona perché ogni colonna può contenere una sola cifra, e dieci di qualcosa in una colonna sono uno della colonna successiva. Allineare le colonne è il primo passo: unità sotto unità, decine sotto decine e centinaia sotto centinaia, così che si sommi sempre solo il simile col simile. Poi somma ogni colonna, cominciando da destra. Per 365 + 278, le unità danno 5 + 8 = 13, quindi scrivi 3 e riporta 1 decina. Le decine danno 6 + 7 + 1 = 14, quindi scrivi 4 e riporta 1 centinaio. Le centinaia danno 3 + 2 + 1 = 6, e la risposta è 643. L'1 riportato non è un trucco: 13 unità sono davvero 1 decina e 3 unità. Con numeri di lunghezza diversa, allineali per posizione e non per il bordo sinistro, quindi 57 va sotto le ultime due cifre di 1,204. Sottrarre disfa la somma e la controlla: 643 − 278 = 365.
meno di dieci unità: la cifra delle unità le conta, la cifra delle decine è 0, e 10 = 1 decina non è ancora raggiunto
Fai cadere dieci unità, poi trascina il pacchetto nella colonna delle decine
Il riporto in una somma a due cifre: 47 + 38: 7 + 8 = 15 unità. Dieci di quelle si impacchettano in una decina, riportata di là; il 5 resta. Poi 4 + 3 + 1 = 8 decine. Risposta: 85.
Riporti in più di una colonna mostra la cascata — un riporto può innescare il successivo, e niente della regola cambia quando succede.
Ora tocca a te
49 + 15
17 + 46
Il prestito, e il prestito oltre uno zero
Chiedere in prestito è il riporto fatto girare all'indietro: spacchetta una decina della colonna successiva in dieci unità, così la sottrazione in questa colonna diventa possibile. 52 − 27: 2 − 7 non si può, quindi prendi una decina: 12 − 7 = 5, poi 4 − 2 = 2. Risposta: 25.
Il prestito oltre lo zero gestisce il caso che blocca la gente. 300 − 176: la colonna delle decine non ha niente da prestare, quindi il centinaio arriva e viene spacchettato due volte — 2 centinaia, 9 decine, 10 unità — e la sottrazione corre poi normalmente fino a dare 124. La fila di nove che compare non è un trucco; è l'aspetto che ha un centinaio quando viene rotto in decine e unità.
Ora tocca a te
8401 - 7135
400 - 129
Come si moltiplica e si divide a mente?
Per moltiplicare o dividere a mente, prima rimodella i numeri, poi calcola. Moltiplicare per dieci e per cento è l'ancora: moltiplicare per 10 sposta ogni cifra di un posto a sinistra, quindi 47 × 10 = 470. La regola riguarda il valore posizionale; aggiungere uno zero fallisce non appena un numero ha il punto decimale. Per prodotti più difficili, dividi un numero in decine e unità. Per 6 × 47, calcola 6 × 40 = 240 e 6 × 7 = 42, poi somma: 240 + 42 = 282. Dividere funziona perché 47 è 40 e 7 insieme, quindi sei gruppi di 47 sono sei gruppi di 40 e sei gruppi di 7. Anche la divisione si divide, ma solo il numero che viene diviso: 84 ÷ 4 = 80 ÷ 4 + 4 ÷ 4 = 20 + 1 = 21. Dividere il 4 in 2 e 2 dà una risposta sbagliata. Moltiplicare all'indietro controlla una divisione: 21 × 4 = 84.
gli stessi punti, ruotati: 5 × 4 e 4 × 5
Costruisci ventiquattro, poi costruiscilo in un altro modo
Moltiplicare spezzando è il cavallo da tiro: , 7 × 4 = 28, totale 238. Raddoppiare per moltiplicare raggiunge ×4 e ×8 raddoppiando due o tre volte, e fa coppia con Dimezzare per dividere, che trasforma ÷4 in dimezzare due volte.
Dividere spezzando rompe invece il dividendo in pezzi comodi: , 16 ÷ 4 = 4, quindi 24. E Arrotondare per stimare è l'abitudine che cattura la risposta sbagliata prima che tu abbia finito di crederci — ,000, quindi una risposta vicina a 200 o a 20,000 è una cifra fuori posto. La guida alla divisione va più a fondo sul lato mentale del dividere.
Come si fanno la moltiplicazione e la divisione in colonna?
La moltiplicazione in colonna moltiplica una cifra alla volta e scrive ogni risultato, chiamato prodotto parziale, sulla sua riga. Moltiplicare in colonna lo fa una volta, e Due cifre per due cifre lo fa due volte. Per 23 × 45, la prima riga è 23 × 5 = 115. La seconda riga è 23 × 40 = 920, quindi comincia un posto più a sinistra. Sommare le righe dà 115 + 920 = 1,035. Lo spostamento c'è perché quella riga moltiplica per decine. La divisione lunga procede al contrario, una posizione alla volta da sinistra: dividi, moltiplica, sottrai, poi abbassa la cifra successiva. Quando il divisore è più grande della prima cifra, usa invece le prime due cifre. Per 952 ÷ 7, il 7 sta in 9 una volta con 2 di resto, in 25 tre volte con 4 di resto, e in 42 sei volte, quindi la risposta è 136. Moltiplicare all'indietro lo controlla: 136 × 7 = 952.
84 ÷ 7: 70 si toglie come dieci volte sette, i 14 rimasti sono 2 × 7, quindi la risposta è 10 + 2 = 12 esatto
Fai N = 91 e dividilo in 70 e il resto
, e 24 × 30 = 720, quindi 864.
La divisione in colonna è quella con la cattiva fama, e la cura è sapere che cosa fa ogni ciclo: tratta esattamente un valore posizionale, da sinistra, e i quattro passi si ripetono immutati.
- Dividi: quante volte il divisore ci sta nella parte che stai guardando?
- Moltiplica: quella cifra per il divisore, scritto sotto.
- Sottrai: ciò che avanza dalla parte che hai già trattato.
- Abbassa la cifra successiva, e torna al passo uno.
il 4 in 8 ci sta 2; abbassa il 5, il 4 in 5 ci sta 1 con resto 1; abbassa il 2 per fare 12, il 4 in 12 ci sta 3. Risposta: 213.
Quando l'ultima sottrazione non arriva a zero, ciò che resta è un resto, e Resti riguarda il decidere che cosa farne — arrotondare in su, in giù, o tenerlo come frazione — che è una domanda sulla situazione, non sull'aritmetica. Tredici bambini che vanno quattro per auto sono tre auto con resto uno, e la risposta è quattro auto.
Ora tocca a te
377 ÷ 13
585 ÷ 15
Perché la moltiplicazione viene prima dell'addizione?
La moltiplicazione viene prima dell'addizione perché una moltiplicazione descrive una singola quantità, non un passaggio in attesa del suo turno. In 5 + 2 × 6, il 2 × 6 significa due volte sei, che è una quantità, 12. Quindi il calcolo è 5 + 2 × 6 = 5 + 12 = 17. Immagina un astuccio con 5 matite sciolte e 2 scatole da 6 matite. Conti quello che contengono le scatole, 12, e poi aggiungi quelle sciolte. La regola fa sì che chiunque legga l'espressione ottenga la stessa risposta. La divisione è lo stesso tipo di passaggio della moltiplicazione, quindi viene anch'essa prima di addizione e sottrazione: 20 − 12 ÷ 4 = 20 − 3 = 17. Quando vuoi davvero che l'addizione venga prima, le parentesi lo dicono: (5 + 2) × 6 = 42. Per controllare la tua lettura, racconta l'espressione come una storia e assicurati che la storia dia lo stesso numero.
questo dà (2 + 3) × 4 = 20, che non è ciò che significa 2 + 3 × 4
Fallo nell’ordine che danno le regole
Moltiplicare e dividere prima di sommare e sottrarre sviluppa quell'argomento per bene, e Prima le parentesi introduce la notazione per porre l'altra domanda di proposito: (2 + 3) × 4 = 20. Parentesi con le quattro operazioni mette poi insieme ogni piolo, compresa la trappola del da-sinistra-a-destra dove 8 ÷ 2 × 4 = 16 e non 1. C'è una guida all'ordine delle operazioni dedicata, se è quella la domanda che ti ha portato qui.
I quattro errori che vale la pena nominare
- Allineare le estremità invece dei posti. In un conto in colonna, le colonne sono tutto il punto; le estremità irregolari a destra vanno bene, i valori posizionali disallineati no.
- "Aggiungi uno zero" per moltiplicare per dieci. Funziona con gli interi e si rompe subito con 3.5 × 10. Le cifre scivolano; il punto sta fermo.
- Scegliere un metodo scritto per numeri amichevoli. 198 + 47 in colonna è più lento e più soggetto a errori di arrotondare e aggiustare.
- Buttare un resto senza chiedersi niente. Che cosa significa un resto dipende interamente da che cosa si sta dividendo.
Dove porta tutto questo
Questi metodi poggiano tutti sulle colonne descritte in numeri interi e valore posizionale, e si estendono oltre il punto decimale senza cambiare — la scala di decimali e percentuali (in inglese) li raccoglie lì. Chiedersi quali divisioni escono esatte porta a fattori, multipli e primi (in inglese).
Tocca a te
Tre da provare: tocca la tua risposta.
47 + 38
82 − 47
34 × 5
Domande e risposte
- Perché si riporta l'1 nell'addizione in colonna?
- Perché una colonna può contenere una sola cifra, e dieci di qualcosa sono uno della cosa successiva. Sommare 47 + 38 dà 15 unità; dieci di quelle unità sono una decina, quindi la decina viene riportata nella colonna delle decine e il 5 resta. L'1 riportato non è un segno vagante - è una decina impacchettata, scritta dove si scrivono le decine.
- Come si chiede il prestito quando c'è uno zero di mezzo?
- Prendi dalla prima colonna che ha qualcosa, e lascia che gli zeri in mezzo diventino dei nove. Per 300 - 176, la colonna delle centinaia presta un centinaio: quel centinaio diventa dieci decine, una delle quali diventa dieci unità, quindi 300 si legge come 2 centinaia, 9 decine e 10 unità. La sottrazione poi procede colonna per colonna senza niente che la blocchi: 124.
- Qual è il modo più facile di sottrarre a mente?
- Conta in su dal numero più piccolo invece di togliere dal più grande. Per 82 - 67, vai da 67 a 70, che fa 3, e da 70 a 82, che fa 12, quindi la risposta è 15. Anche spostare entrambi i numeri della stessa quantità aiuta: 82 - 67 ha la stessa risposta di 85 - 70, perché muovere entrambi gli estremi lascia invariato il divario fra loro.
- Come si fa la divisione in colonna passo per passo?
- Dividi, moltiplica, sottrai, abbassa la cifra, e ripeti. Per 852 diviso 4: il 4 in 8 ci sta due volte, senza avanzi; abbassa il 5, e il 4 in 5 ci sta una volta con 1 di resto; abbassa il 2 per fare 12, e il 4 in 12 ci sta tre volte. La risposta è 213. Ogni ciclo tratta un valore posizionale, ed è per questo che le cifre compaiono in ordine.
- Perché la moltiplicazione viene prima dell'addizione?
- Perché una moltiplicazione è già una singola quantità impacchettata. In 2 + 3 x 4, il 3 x 4 significa tre volte quattro, che è una quantità sola - dodici - e la somma è 2 + 12 = 14. Fare prima l'addizione risponderebbe a una domanda diversa, quella scritta (2 + 3) x 4. Le parentesi esistono per farti porre quell'altra domanda di proposito.
- Un metodo mentale è meglio di uno scritto?
- Nessuno dei due è meglio; rispondono a domande diverse. I metodi mentali rimodellano un calcolo in uno più facile e sono i più veloci quando i numeri collaborano, come in 198 + 47 fatto come 200 + 47 - 2. I metodi scritti non hanno mai bisogno che i numeri collaborino, quindi reggono qualunque grandezza a un costo costante. L'aritmetica fluente è sapere entro un secondo quale dei due merita un certo conto.