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.

6 × 4 = 24
6 righe da 4 fanno anche 24: gli stessi punti, ruotati. L’ordine in cui moltiplichi non cambia il conteggio. Lezione completa: Righe e colonne

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.

1046

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.

107?
7 + ? = 10. Togli la parte dal tutto: 10 − 7 = 3. Lezione completa: Scomporre il dieci

«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.

Abbina ogni quadrato a quello sopra. 2 quadrati restano senza compagno. Lezione completa: Di più e di meno

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104?

4 + ? = 10

105?

5 + ? = 10

106?

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.

40506070809083 − 47 = 368347d = +0

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

05010047

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 — 46 + 37 → 40 + 30 = 70, 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: 8 + 5 → 8 + 2 = 10, 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.

405060+347
Somma 47 + 8 in fretta scomponendo 8 = 3 + 5. Allora 47 + 3 = 50. Lezione completa: Passare per il dieci

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: 198 + 47 → 200 + 47 = 247, poi riprenditi il 2 → 245.

405060708090100110120+ 29+ 30− 14545 + 29 = 74
Saltare di 40 e restituire 11 porta anche a 74. Va bene qualsiasi salto tondo, ma la decina più vicina lascia il minimo da restituire. Lezione completa: Arrotondare e aggiustare
Ognuna di queste è lo stesso permesso usato in modo diverso: puoi cambiare un calcolo in qualunque altro calcolo con la stessa risposta. Arrotondare e aggiustare aggiunge due e poi li toglie; passare per il dieci spezza un numero nella parte che arriva al dieci e nella parte che lo oltrepassa. Niente viene approssimato — la contabilità è esatta, ed è per questo che la risposta è esatta.

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405060+545

45 + 8

708090+476

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.

5556575859606162636465+2+3
2 per arrivare a 60, poi altri 3 per arrivare a 63. Il salto è 5. Lezione completa: Contare in su per sottrarre

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.

25903084
84 − 30 = 54. La distanza non si è mai mossa, quindi anche 83 − 29 = 54. Lezione completa: La stessa differenza

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10954772

72 - 47

10954967

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.

decineunità077 unità cadute

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

426+3517
Unità sotto unità, decine sotto decine. Parti dalle unità: 6 + 1 = 7. Lezione completa: Allineare le colonne

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.

471+2875
Somma le decine: l’1 di riporto, poi 4 e 2. Scrivi 7. La risposta è 75. Lezione completa: Il riporto

Riporti in più di una colonna mostra la cascata — un riporto può innescare il successivo, e niente della regola cambia quando succede.

Il piccolo 1 sopra la colonna delle decine non è un segno da contabile. È una decina genuina, scritta nel posto dove si scrivono le decine. Una volta capito questo, il riporto smette di essere un passo da ricordare e diventa l'unica cosa che potesse succedere.

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49+15

49 + 15

17+46

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.

52124−2725
Ora sottrai le due colonne: 12 − 7 = 5, e 4 − 2 = 2. La risposta è 25. Lezione completa: Il prestito

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.

3041492−127
Ora le decine hanno qualcosa da prestare: 10 scende a 9, e le unità diventano 14. Lezione completa: Prestito oltre uno zero

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8401−7135

8401 - 7135

400−129

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.

5 × 4 = 20

gli stessi punti, ruotati: 5 × 4 e 4 × 5

Costruisci ventiquattro, poi costruiscilo in un altro modo

4 hundreds5 tens
450
Moltiplicando per 10, le decine diventano centinaia e le unità decine. 45 × 10 = 450. Lezione completa: Moltiplicare e dividere per 10, 100 e 1000

Moltiplicare spezzando è il cavallo da tiro: 7 × 34 → 7 × 30 = 210, 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.

13 × 7
La lunghezza è 13 = 10 + 3. Moltiplichiamo prima 10 x 7, che dà 70. Lezione completa: Moltiplicare scomponendo

Dividere spezzando rompe invece il dividendo in pezzi comodi: 96 ÷ 4 → 80 ÷ 4 = 20, 16 ÷ 4 = 4, quindi 24. E Arrotondare per stimare è l'abitudine che cattura la risposta sbagliata prima che tu abbia finito di crederci — 38 × 52 ≈ 40 × 50 = 2,000, 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.

10 × 7 = 70N = 8414 = 2 × 784 ÷ 7 = 12= (70 + 14) ÷ 7 = 10 + 2

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

24 × 36 → 24 × 6 = 144, e 24 × 30 = 720, quindi 864.

24×3614424 × 6+72024 × 30864
Somma le due righe: 144 + 720 = 864. Lezione completa: Due cifre per due cifre

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.

  1. Dividi: quante volte il divisore ci sta nella parte che stai guardando?
  2. Moltiplica: quella cifra per il divisore, scritto sotto.
  3. Sottrai: ciò che avanza dalla parte che hai già trattato.
  4. Abbassa la cifra successiva, e torna al passo uno.
12528 4 −48
12 × 4 = 48, che sta dentro 52. Dividi: scrivi 4 sopra. Moltiplica: scrivi 48 sotto. Lezione completa: Divisione in colonna

852 ÷ 4 → 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.

La divisione in colonna non assomiglia alle altre perché è l'unico algoritmo che lavora da sinistra a destra. Non è una stranezza: la divisione deve conoscere la grandezza della risposta prima di poter cominciare, e le cifre iniziali sono dove abita la grandezza.

Ora tocca a te

13377

377 ÷ 13

15585

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.

(2 + 3) × 4 = 202 + (3 × 4)(2 + 3) × 4

questo dà (2 + 3) × 4 = 20, che non è ciò che significa 2 + 3 × 4

Fallo nell’ordine che danno le regole

3 + 4 × 2× acts first3 + 8then add11
Niente parentesi, quindi il × agisce prima: 4 × 2 è 8, e 3 + 8 fa 11. Lezione completa: Moltiplicare e dividere prima di sommare e sottrarre

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.

(10 − 4) ÷ 2 + 1brackets first6 ÷ 2 + 1then divide3 + 1then add4
Tutte e quattro insieme: la parentesi dà 6, dividere dà 3, sommare dà 4. Lezione completa: Parentesi con tutte e quattro le operazioni

I quattro errori che vale la pena nominare

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.
Mr. Chalk