為什么負(fù)負(fù)得正赋兵,負(fù)正得負(fù)

如題笔咽,為什么 (-3) * (-3) = 9 ?

證明:
我們知道9=3*3=3+3+3 (這里轉(zhuǎn)化為3個(gè)3相加)
那么同理9=(-3) * (-3) = -(-3) + -(-3) + -(-3) (這里轉(zhuǎn)化為-3個(gè)-3相加)
我們假設(shè)+為正方向霹期,-為反方向叶组;那么反方向的反方向就是正方向
所以9=(-3) * (-3) = 3 + 3 + 3

如題,為什么(-3) * (3) = -9 经伙?

證明:
我們知道9=3*3=3+3+3 (這里轉(zhuǎn)化為3個(gè)3相加)
那么同理-9=(-3) * (3) = (-3) + (-3) + (-3) (這里轉(zhuǎn)化為3個(gè)-3相加)
我們假設(shè)+為正方向,-為反方向勿锅;由于方向一致帕膜,都是反方向
所以-9=(-3) * (3) = -(3 + 3 + 3)

網(wǎng)上實(shí)例一
? ? ? 正負(fù)數(shù)和0共同組成了實(shí)數(shù),用來(lái)區(qū)別人類(lèi)所認(rèn)識(shí)的同一類(lèi)別中相反方向的事物的數(shù)量關(guān)系溢十。將類(lèi)似收入錢(qián)數(shù)定為正數(shù)垮刹,沒(méi)有錢(qián)為0,則支出錢(qián)數(shù)為負(fù)數(shù)张弛。這收入和支出就是同一類(lèi)別中相反方向的事物荒典。人們?yōu)榱藢?duì)于自己收入和支出有一個(gè)綜合起來(lái)的認(rèn)識(shí),就有了正數(shù)吞鸭、負(fù)數(shù)與0之間的運(yùn)算關(guān)系寺董,收入支出相等時(shí),正負(fù)數(shù)抵消為0刻剥,收大于支時(shí)遮咖,相抵消為正數(shù),反之為負(fù)數(shù)造虏。這種加減運(yùn)算的關(guān)系和結(jié)果御吞,由生活、生產(chǎn)中的實(shí)際事例中抽象出來(lái)漓藕,就成了實(shí)數(shù)中加減運(yùn)算的法則陶珠。

? ? ? 對(duì)于乘法和除法,只是加法和減法的高一級(jí)的運(yùn)動(dòng)形式享钞,對(duì)于同一個(gè)正數(shù)揍诽,如果每一次都是收入,一共收入了五次栗竖,這總數(shù)就是同樣的五個(gè)正數(shù)相加寝姿,其結(jié)果自然是正數(shù),這乘法是加法的簡(jiǎn)便運(yùn)算方式划滋,正數(shù)乘正數(shù)也是正數(shù)了饵筑。如果說(shuō)每次支出數(shù)是一個(gè)負(fù)數(shù),同樣的支出有五筆处坪,加起來(lái)是負(fù)數(shù)根资,乘的結(jié)果也是負(fù)數(shù)架专,乘法也是加法的簡(jiǎn)便運(yùn)算,結(jié)果也一樣玄帕。如果說(shuō)每次支出是一個(gè)負(fù)數(shù)部脚,比如十元,記作負(fù)十裤纹。支出了五次委刘,就是負(fù)五十元了。現(xiàn)在我們說(shuō)這個(gè)人每次支出了十元鹰椒,支出了負(fù)一次锡移,問(wèn)一共支出了多少錢(qián)?很顯然漆际,支出了負(fù)一次與正一次的方向不同淆珊,支出了正一次,結(jié)果是支出了十元奸汇,只能記作負(fù)十元施符。這支出了負(fù)一次,也就是與支出的方向相反的一次擂找,也就是收入了一次戳吝,收入了一次十元,結(jié)果就是正十元贯涎。因此也可以說(shuō)骨坑,支出了負(fù)一次,結(jié)果自己收入了十元柬采,支出了負(fù)二次欢唾,就是負(fù)二乘負(fù)十,也就是收入了兩次十元粉捻。這就是負(fù)負(fù)得正的實(shí)際事例和道理礁遣,將類(lèi)似的數(shù)學(xué)運(yùn)動(dòng)總結(jié)成規(guī)律,就是乘法中的負(fù)負(fù)得正肩刃。


網(wǎng)上實(shí)例二:
? ? ?
? ? ? 為什么“負(fù)負(fù)得正”?對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,也許你根本沒(méi)有考慮,也許你的解釋是“課本規(guī)定如此”.這個(gè)回答不能滿(mǎn)足具有好奇心和求知欲的大家,請(qǐng)大家了解一下“負(fù)負(fù)得正”的發(fā)展史.
? ?
? ? ? 眾所周知,負(fù)數(shù)概念最早出現(xiàn)在中國(guó),在《九章算術(shù)》中方程章給出正負(fù)數(shù)的加減運(yùn)算法則,而負(fù)負(fù)得正直到13世紀(jì)末才由數(shù)學(xué)家朱士杰給出.在《算學(xué)啟蒙》(1299)中,朱士杰提出:“明乘除法,同名相乘得正,異名相乘得負(fù)”.

對(duì)于乘法和除法祟霍,只是加法和減法的高一級(jí)的運(yùn)動(dòng)形式,對(duì)于同一個(gè)正數(shù)盈包,如果每一次都是收入沸呐,一共收入了五次,這總數(shù)就是同樣的五個(gè)正數(shù)相加呢燥,其結(jié)果自然是正數(shù)崭添,這乘法是加法的簡(jiǎn)便運(yùn)算方式,正數(shù)乘正數(shù)也是正數(shù)了叛氨。如果說(shuō)每次支出數(shù)是一個(gè)負(fù)數(shù)呼渣,同樣的支出有五筆棘伴,加起來(lái)是負(fù)數(shù),乘的結(jié)果也是負(fù)數(shù)屁置,乘法也是加法的簡(jiǎn)便運(yùn)算焊夸,結(jié)果也一樣。如果說(shuō)每次支出是一個(gè)負(fù)數(shù)蓝角,比如十元阱穗,記作負(fù)十。支出了五次使鹅,就是負(fù)五十元了【窘祝現(xiàn)在我們說(shuō)這個(gè)人每次支出了十元,支出了負(fù)一次并徘,問(wèn)一共支出了多少錢(qián)遣钳?很顯然扰魂,支出了負(fù)一次與正一次的方向不同麦乞,支出了正一次,結(jié)果是支出了十元劝评,只能記作負(fù)十元姐直。這支出了負(fù)一次,也就是與支出的方向相反的一次蒋畜,也就是收入了一次声畏,收入了一次十元,結(jié)果就是正十元姻成。因此也可以說(shuō)插龄,支出了負(fù)一次,結(jié)果自己收入了十元科展,支出了負(fù)二次均牢,就是負(fù)二乘負(fù)十,也就是收入了兩次十元才睹。這就是負(fù)負(fù)得正的實(shí)際事例和道理徘跪,將類(lèi)似的數(shù)學(xué)運(yùn)動(dòng)總結(jié)成規(guī)律,就是乘法中的負(fù)負(fù)得正琅攘。

? ? ? 公元7世紀(jì),印度數(shù)學(xué)家婆羅笈多(brahmayup-ta)已有明確的正負(fù)數(shù)概念,及其四則運(yùn)算法則:“正負(fù)相乘得負(fù),兩負(fù)數(shù)相乘得正,兩正數(shù)得正.”

? ? ? 直到18世紀(jì)還有一些西方數(shù)學(xué)家認(rèn)為“負(fù)負(fù)得正”這一運(yùn)算法則是個(gè)謬論.甚至到了19世紀(jì),英國(guó)還有一些數(shù)學(xué)家不接受負(fù)數(shù),如英國(guó)數(shù)學(xué)家弗倫得(1757—1841)抨擊那些談“負(fù)負(fù)得正”的代數(shù)學(xué)家,認(rèn)為負(fù)數(shù)有悖常理,“只有那些喜歡信口開(kāi)河,厭惡嚴(yán)肅思維的人才支持這種數(shù)得使用.”

? ? ? 事實(shí)上直到19世紀(jì)中葉以前,負(fù)負(fù)得正的運(yùn)算,則在學(xué)習(xí)代數(shù)課本中并沒(méi)有得到正確的解釋,法國(guó)文豪司湯達(dá)(1783—1843)在學(xué)生時(shí)代就曾被這個(gè)法則困擾了很久,他的兩位數(shù)學(xué)教師迪皮伊先生和夏倍爾都未能給他一個(gè)令他信服的解釋,司湯達(dá)因而對(duì)數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)教師產(chǎn)生了不信任感,他說(shuō):“到底是我的兩位老師在騙我呢還是數(shù)學(xué)本身就是一場(chǎng)騙局呢?”顯然為了減少學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)數(shù)乘法運(yùn)算的理解困難,利用生硬的“規(guī)定”的方法直接引入負(fù)負(fù)得正的法則是不可取的.下面是引入方法幫助同學(xué)們理解.

? ? ? 每個(gè)孩子都是聽(tīng)著故事長(zhǎng)大的.所以,他們應(yīng)當(dāng)對(duì)故事有著更多的興趣和熱情.而對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō).對(duì)比較強(qiáng)烈的概念會(huì)給他們留下較為深刻的印象,如好與壞垮庐、善與惡等.下面這個(gè)模型應(yīng)該可以給學(xué)生以更直觀(guān)的感受.

故事模型
好人(正數(shù))或壞人(負(fù)數(shù))進(jìn)城(正數(shù))或出城(負(fù)數(shù))好(正數(shù).)與壞(負(fù)數(shù)),如果好人(+)進(jìn)城(+)對(duì)于城鎮(zhèn)來(lái)說(shuō)是好事(+).所以(+)×(+)=+:如果好人(+)出城(-),對(duì)于城鎮(zhèn)來(lái)說(shuō)是壞事(-),如果壞人(-)進(jìn)城(+)對(duì)城鎮(zhèn)來(lái)說(shuō)是壞事(-)即(-)×(+)=-所以如果壞人(-)出城(-)對(duì)于城鎮(zhèn)來(lái)說(shuō)是好事(+),所以(-)×(-)=+

“負(fù)債”模型
M.克萊因認(rèn)為,“如果記住物理意義,那么負(fù)數(shù)運(yùn)算以及負(fù)數(shù)和正數(shù)混合運(yùn)算是很容易理解的”.他解決了困擾人們多年的“兩次負(fù)債相乘的結(jié)果是神奇的收入”的問(wèn)題.

一人每天欠債5美元,給定日期(0美元)3天后欠債15美元.如果將5美元的債記成-5,那么每天欠債5美元欠債3天可以數(shù)學(xué)來(lái)表達(dá):3×(-5)=-15.同樣一人每天欠債5美元,那么給定日期(0美元)3天前,他的財(cái)產(chǎn)比給定的日期的財(cái)產(chǎn)多15美元,如果我們用-3表示3天前,用-5表示每天欠債,那么3天前他的經(jīng)濟(jì)情況可表示為(-3)×(-5)=15

運(yùn)動(dòng)模型
一個(gè)人沿著公路散步,規(guī)則如下:選定向右的方向?yàn)檎较?那么向左的方向?yàn)樨?fù)方向.即向右走為正數(shù),向左走用負(fù)數(shù)表示,依照時(shí)間的順序,將來(lái)的時(shí)間用正值,過(guò)去的時(shí)間為負(fù)值,人的初始位置在零點(diǎn).

+4 × -3 = -12

測(cè)量型模型
某氣象站測(cè)得海拔每升高1千米,溫度降低0.6度,觀(guān)察地的氣溫是零度.問(wèn)在觀(guān)察地點(diǎn)以下3千米的地方氣溫是多少度?我們規(guī)定,氣溫升高為正,氣溫下降為負(fù).觀(guān)察地點(diǎn)以下為負(fù),觀(guān)察地點(diǎn)以上為正.易得上述問(wèn)題的算式為(-0.6) ×(-3)=1.8

動(dòng)手模型
在這個(gè)模型中我們需要攝像機(jī)作為道具,也希望同學(xué)們從自己動(dòng)手的過(guò)程中理解“實(shí)踐出真知”的道理假設(shè)一個(gè)干凈的塑料水箱有一個(gè)透明的排水管,排水管的排水速度為每分鐘3加侖.用攝像機(jī)拍下排水管前幾分鐘的排水過(guò)程(這里的“排水”看作為負(fù)數(shù),如果我們播放時(shí)放2分鐘,可以看出水箱里的水減少6加侖,而3分鐘后,水減少9加侖,假設(shè)我們現(xiàn)在將錄像帶到放2分鐘(這里的“倒放”看作負(fù)數(shù)),那么水箱的水會(huì)增加6加侖的水.

如何解釋“負(fù)負(fù)得正”
現(xiàn)實(shí)模型不足以讓司湯達(dá)這樣的聰明孩子完全信服.這時(shí)候,我們還可以用如下方法來(lái)解釋為何“負(fù)負(fù)得正”.

第一種是直接用運(yùn)算律的方法:

(-1)×(-1)=(-1)×(-1)+0×(-1)
=(-1)×(-1)+[(-1)+1] ×1
=(-1)×(-1)+(-1) ×1+1×1
=(-1) ×(-1+1)+1
=1

第二種是反證法:假設(shè)負(fù)負(fù)得正,則由假設(shè):
(-1)×(-1)=[2+(-1)]
=(-1) ×2+(-1) (1)
另一方面:?
(-1)×(+1)=[1+(-2)] ×(+1)=1+(-2) ×1 (2)

若正負(fù)得負(fù),則由(1)得-1=-3,不可能:若正負(fù)得正,則由(2)得1=3也不可能.也就是說(shuō),無(wú)論一個(gè)正數(shù)與一個(gè)負(fù)數(shù)的乘積是正數(shù)還是負(fù)數(shù),上面的結(jié)論都是不成立的.此-1×(-1 )= —1的假設(shè)是錯(cuò)誤的.必有(-1)×(-1)=1

上面的“證明”嚴(yán)格地說(shuō)不過(guò)是兩種解釋而以.因?yàn)槲覀兊囊罁?jù)是正數(shù)和零所滿(mǎn)足的運(yùn)算律包括:0+a=a,0×a=0;a+b=b+a;a×b=b×a;等.19世紀(jì)德國(guó)數(shù)學(xué)家漢克爾早就告訴我們.在形式化的算術(shù)中.“負(fù)負(fù)得正”是不能證明的,大數(shù)學(xué)家克萊恩.也提出忠告:不要試圖地去證明符號(hào)法則的邏輯必要性,“別把不可能的證明講得似乎成立”.實(shí)際上面的“證明”表明:當(dāng)我們把非負(fù)整數(shù)所滿(mǎn)足的運(yùn)算律用于負(fù)數(shù)時(shí),兩個(gè)負(fù)數(shù)相乘的結(jié)果只能是正數(shù).數(shù)集擴(kuò)充所遵循的原則之一就是運(yùn)算律的無(wú)矛盾性,誠(chéng)然,你可以規(guī)定“負(fù)負(fù)得正”,但是這樣做時(shí),你至少必須放棄正整數(shù)集所滿(mǎn)足的其中一個(gè)運(yùn)算律.這大概是我們能向湯姆達(dá)亮出的最后一張底牌了.然而,數(shù)學(xué)教育研究結(jié)果表明:孩子知識(shí)的建構(gòu)并不是通過(guò)演繹推理,而是通過(guò)經(jīng)驗(yàn)收集坞琴、比較結(jié)果哨查、一般化等手段來(lái)完成的,僅僅向?qū)W生講述運(yùn)算率并不能收到你所期望的效果,因?yàn)閷W(xué)生并不情愿利用這些運(yùn)算率.這與歷史的啟示是一致的,無(wú)疑,現(xiàn)實(shí)模型是我們不可缺的教學(xué)方法.

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