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【数学思考】听课引发的思考:这道除法连等算式对吗?




2021.03.03

这是刘老师的数学日记推送的第532篇文章

今天听课的时候,发现老师们正在上商不变性质的内容,在校本中有这样一道判断题:

14000÷4000=14÷4=3…… 2

那这道题到底对不对呢?看到学生和老师都有一些疑问。

有的同学认为是正确的,14000÷4000=14÷4,14÷4=3…… 2;所以结果是正确的。

也有同学认为是错误的,14000÷4000=3…… 2,简单验证一下就是错的。正确的结果应该为14000÷4000=3…… 2000。

01

商不变性质

要想弄清楚这个问题,显然要对商不变性质有更清楚的认识。

书本中虽然叫商不变性质,是指被除数、除数发生一定变化,商不变的规律。

其实,《数学辞海》中商的变化规律,是指商随着被除数或除数的变化而变化。这里包含了四种情况:

A.被除数、除数都变化;

B.被除数扩大或缩小若干倍,除数不变,商的变化;

C.被除数不变,除数扩大或缩小若干倍,商的变化:

D.在带余数的除法中,被除数、除数发生同样的变化,不完全商不变,余数发生同样的变化。

书本中“商不变性质”显然属于A这种情况,即是在整除情况下探究出的规律,这个前提条件教师或学生容易忽视。

所以,在学生遇到48000÷1200这样的算式时,就会直接把0划掉,其实就是利用商不变的性质。

但在带有余数除法的时候,结论上就会有所不同。就是上面D这种情况。

02

带余除法 与 除法

14÷4=3…… 2,这是一道带有余数的除法算式。一个整数除以另一个不为0的整数,得到整数商后还有余数,这样的除法,就叫做“带余除法”

在现代教学中,已知两个整数a、b(b≠0),要求这样的两个整数q、r,使得q、r满足:a=bq+r,0<r<b,这样的运算叫做有余数的除法,也叫作带余除法。通常写作:a÷b =q……r,或a÷b =q(余r)。读作“a除以b等于q余r”。a叫做被除数,b叫做除数,求得的整数q叫做不完全商(也可以简称商),r叫做余数。

“带余除法”是定义在自然数集上的一种运算。只要除数不为0,不完全商和余数都存在,并且都是唯一的;而“除法”不仅适用于整数,也适用于分数、小数和和无理数。只要除数不为0,商就必然存在,并且是唯一的。

值得注意的是,除法与带余除法,它们的关系,不是属种关系,不能说“带余除法是除法的特例”,也不能说“除法是带余除法中当r=0时的特例”。

03

14000÷4000=14÷4对吗

有学生提出既然14000÷4000=3…… 2000;14÷4=3…… 2

那么14000÷4000=14÷4应该是错的。

事实上,这里的写法是没有问题的,它们的结果都是3又1/2(或3.5)。显然结果是一样的。

部分教师或学生会被余数所干扰,认为两者余数不同。为什么余数会变呢?就是因为上面两个式子没有完全除完,造成剩余部分的不等,若我们继续除下去,就会得到同样的结果。

换句话说,这里的商属于“不完全商”,对于小学生而言,教师不必告诉学生这叫“不完全商”。在学习“小数除法”以及“分数与除法的关系”等之前,教师可以告诉学生:因为我们目前所学的数学内容的限制,我们只能算到“商3”,不能够继续除下去了。余数“2”“2000”暂时寄放在旁边,等到学习了新知识,水平提高了,就会继续用余数“2”“2000”除以除数“4”“4000”,得到最终的结果。

04

等量公理

又有同学疑问,14000÷4000=14÷4是正确的;14÷4=3…… 2也是正确的,那等量代换一下,这个连等式子应该是成立的。

那先来看看等量公理等量公理一共有五条:

1、等量加等量,和相等;

2、等量减等量,差相等;

3、等量的同倍量相等;

4、等量的同分量相等;

5、在等式中,一个量可以用它的等量来代替(简称“等量代换”:a=b,b=c,那么a=c)。

那根据上面的等量公理5,即通常所说的等式具有传递性。统一计量单位后,“相等的量”就表现为“相等的数”。那么上面连等应该正确的呀。

其实,在14÷4=3……2中,“3……2”(商3余2)并不表示一个确定的数。实质上,它只给出了商的整数部分与分数部分的分子,分数部分的分母则是等号另一边的除数

当“3……2”即

单独出现时,由于分数部分的分母不确定,所以它不能表示一个确定的数。也就是说,运用等量公理5时所需要的条件“a、b、c都表示确定的数”在这里不能满足,因此,不能对含有类似“3……2”这样的式子运用等量公理5。

要进一步认识的是,在a÷b =q……r或a÷b =q(余r)中,这里用等号连接,等号左边是一个算式(其结果可以用一个数表示),等号右边不能认定它是一个确定的数,只是表示结果的一种方式。

为了说的更清楚,看两个例子:

例子1:

14÷4=3…… 2;17÷5=3…… 2

等号右边都是“3……2”,等号左边的两个式子,含义是不同的,其结果如果用确定的数表示,一个是3.5(3又2/4),一个是3.4(3又2/5)。显然这里不能用等量代换。

例2:连除问题

这个题目应该答案是一样的,为什么结果会不同呢?

难道除法的运算性质只能在整除时才可以应用?

其实这三种方法的得数都是相同的,这里的得数值得是它们的商即完全商。三种方法的结果都是2又2/3。

看似结果不同,就是第一题除数3,余数2;第二题除数12,余数8;第三题除数36,余数24。它们的商如果化简得到最简分数就是一样了。

05

思考

在除法中,被除数和除数同时乘或除以相同的数(0除外),商不变。

在有余数的除法中,如果被除数和除数同时乘或除以一个相同的数,商(这里的商,指不完全商)不变,而余数也随着发生相同的变化(即同时乘或除以这个数)。

所以,14÷4=3…… 2

14000÷4000=3…… 2000

14000÷4000=14÷4都是正确的。

这也是学生容易犯错的地方,当有余数的时候,会错误运用商不变性质,进而产生开篇的问题。

甚至直接写14000÷4000=3…… 2.(直接划掉0,)

由此可见,原来的判断题应该是错的。

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