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Monday, January 21, 2013

La multiplicación japonesa y su correlación con la multiplicación acortada


video por [Chris Lusto]

En recientes semanas ha resurgido la curiosidad de la gente en conocer sobre el método de multiplicación japonesa, el cual utiliza un número y representa cada dígito con un grupo de rectas para ejectuar la operación. En la imagen de abjo le explicamos como es que se llega de un montón de rectas a una solución numérica:


 Noté que la manera de colocar los dígitos y como se puede ejecutar un cómputo mental de esta forma es parecida a la que les introduje el año pasado: la multiplicación acortada. para aquellos que no conzcan el término, es un método de multiplicación en donde no se escriben productos parciales y hay ocasiones donde se suman multiplicaciones de dígitos cruzados y reagrupados.


Ahora bien, hay algunas cosas que todavía no se han aclarado, como la forma de escribir el cero en la multiplicación japonesa; pero de eso no nos preocupamos, que siempre podemos inventar una forma de como mostrarlo.


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Ésta es la primera entrada de La Covacha Matemática para la Edición 3.1415926535 del Carnaval de Matemáticas, cuyo anfitrión en esta ocasión es el blog La Aventura de la Ciencia

Friday, October 26, 2012

Integración curricular: Muestras históricas para la clase de matemáticas

Mientras que es cuesta arriba presentar y cautivar a los alumnos con conceptos matemáticos en la clase de historia; en el caso inverso el resultado es totalmente opuesto. Los estudiantes no esperan que temas como la probabilidad, el porciento o los decimales tengan un conexto histórico. Es por ésto que si queremos darle más significado al tema matemático podemos amarrale un relato de tiempos pasados, para que puedan ver que no solamente son una serie de símbolos, fórmulas y estrategias de solución.

Éstas curiosidades (y las anteriores) son ideales para enriquecer un curso de Historia de las Matemáticas o Apreciación de las Matemáticas (más aún si incluye el libro que reseñó Rafalillo el Carnaval anterior):



  • El acertijo de Diofanto y la numeración diofantina: Diofanto podía expresar los primeros 899 números enteros positivos como una secuencia de letras. Además, el matemático griego nos dejó como acertijo algebraico descifrar su edad.

 
  • La multiplicación en cuadrícula es basada en los huesos de Napier (unas varillas que contenían los múltiplos de uno de los dígitos del 1 al 9).


  • El cuadrado mágico de Dürer


  • La evolución simbólica del porciento: Lo que era la palabra per cento proviene del vocablo latín per centum (por cada cien partes).


  • La invención del punto decimal.
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Ésta es la segunda entrada de La Covacha Matemática para la Edición 3.1415926 del Carnaval de Matemáticas, cuyo anfitrión en esta ocasión es el blog Series divergentes

Tuesday, May 29, 2012

Sobre la multiplicación acortada.

El sábado les presenté el método de multiplicación acortada, basado en la sutra de las verticales y cruzados, la cual elimina escribir y hallar dos productos parciales.

Ésta es la idea detrás de la multiplicación acortada: tratar a cada factor como una secuencia de dígitos, como si fuese una matriz 2 (factores) × n.(dígitos)


Se utiliza con eficacia cuando ambos números tienen dos dígitos o más.

Empecemos multiplicando dos números de dos dígitos y tres dígitos. A continuación les presentamos los pasos a seguir para cada caso:





Es importante recordar que debes dejar buen espacio entre los dígitos para colocar las cantidades reagrupadas del paso anterior. A diferencia de la multiplicación tradicional, que siempre se colocan sobre la columna del número, en la multiplicación acortada habrán ocasiones que la cantidad reagrupada se coloca entre columnas, indicativo que las multiplicaciones que vallas a ejecutar son todas cruzadas; pero cuando está sobre una columna, existirá a lo más una multiplicación vertical, el resto siendo cruzados.

Además, todo cómputo en itálico que ve en los ejemplos son cálculos mentales. La persona que quiera utilizar con efectividad la multiplicación acortada debe dominar las aritméticas mentales.

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De seguro habrán notado el patrón en los pasos: moviéndose de derecha a izquierda ocupando poco a poco columnas hasta que las adquiere todas, para luego dejar una por una las del extremo derecho hasta quedarse con la primera desde el extremo izquierdo.Observe la multiplicación de dos factores con 4 dígitos y siga los pasos.


Existe otro patrón: la cantidad de pasos necesarios para hallar el producto:
  • dos dígitos = 3 pasos
  • tres dígitos = 5 pasos
  • cuatro dígitos = 7 pasos
  • n dígitos = 2n - 1 pasos

Así podremos generalizar la multiplicación acortada a dos casos: cuando los factores tienen n dígitos impares o n dígitos pares.


Cuando n es impar, al momento de tener todas las columnas ocupadas el dígito a reagrupar estará sobre una columna, indicando que todas las columnas (menos la del medio, Columna # [n + 1]/ 2) se multiplican cruzado con su columna complemento.
Columna #1 con Columna #(n); Columna #2 con Columna #(n - 1); ... ; Columna #([n + 1]/ 2) + 1 con Columna #([n + 1]/ 2) - 1


En el caso de n ser par, todas las columnas se multiplican cruzado con su columna complemento.
Columna #1 con Columna #(n); Columna #2 con Columna #(n - 1); ... ; Columna #([n + 1]/ 2) con Columna #([n + 1]/ 2) + 1 

Otros casos:
  • Se puede utiulizar con enteros y decimales.
  • Cuando la cantidad de digitos entre factores es dispareja, añades ceros frente al menor hasta que quede parejo:
    • 4726 × 53 se escribiría 4726 × 0053.

Saturday, May 26, 2012

Los atajos aritméticos y la multiplicación acortada

Pasando los canales de cable, veo este inusual infomercial sobre un producto para "agilizar la mente" de los estudiantes de primaria en las matemáticas, presentando, en varias viñetas al inventor, preguntándole a los estudiantes que contestaran cuadrados perfectos, y conversiones de fracciones a decimales, hasta seis lugares; con los niños recitándolas en segundos. También salían los testimonios, donde presentaban los métodos, en su mayoría de multiplicación: como hallar el cuadrado de todo número que terminase en 5, multiplicar dos números noventipico, y cosas por el estilo.

Poco a poco me percaté que éstos métodos son solamente atajos aritméticos (todos bajo un término llamado matemáticas védicas), los cuales, en mi opinión, ayudan a que el estudiante aumente su autoestima, elimine sus ansiedades, y tenga una actitud positiva hacia las matemáticas, para que puedan tener un mejor desempeño. En ese punto le veo un propósito al producto. El problema principal es que cae en memorización de casos específicos de multiplicación, en una ruta que pronto se encontrará con variables y ecuaciones.

Eso sí, no todo tema en las matemáticas védicas son solamente para casos específicos. Una de las más conocidas es la de los verticales y cruzados, donde no necesitas escribir los productos parciales de la multiplicación, ya que los estás haciendo mentalmente. Es como la división corta, donde abrevias las restas y escribes el residuo entre los dígitos del dividendo.

La multiplicación abreviada (o acortada) es un método que elimina el escribir los productos parciales, donde se trabaja a los dos factores como una matriz 2 × n, donde n es la cantidad de dígitos mayor entre ambos factores; moviéndose de derecha a izquierda, columna a columna. Es recomendable usarla cuando ambos factores tienen 2 dígitos o más.

Ejemplo: En la multiplicación de dos números con dos dígitos, tenemos la columna de las decenas y la de las unidades, por tanto:
  • las unidades del producto se saca multiplicando verticalmente la columna de las unidades de los factores, reagrupando de ser necesario.
  • las decenas del producto es el total de los productos cruzados de las columnas y, de haberlo, el número reagrupado.
  • las centenas del producto es la multiplicación vertical de la columna de las decenas de los factores
Aquí un caso:


Notarán que el orden en el que se multiplican y se suman los números son idénticos, la única diferencia siendo el método hacia la solución.

La cosa cambia cuando son de tres o más dígitos, donde el algoritmo clásico se descarta y tienes que pensar diferente:
  • De derecha a izquierda, trabajas las columnas 2 × n: Supongamos que la columna más a la izquierda es llamada Columna 1, la siguiente Columna 2 y así sucesivamente hasta llegar a la Columna N; y R, el dígito reagrupado. Entonces, el producto tendrá: 
    • Unidades: Columna N: verticalmente,
    • Decenas: [Columna N y Columna (N - 1)], total de productos cruzados + R,
    • Centenas: [Columna N y Columna (N - 2)], cruzados + Columna (N - 1), vertical + R,
    • Millares:  [Columna N y Columna (N - 3)], cruzados + [Columna (N - 1) y Columna (N - 2)], cruzados + R, 
Hasta que se utilizan todas la columnas para hallar el próximo dígito:
  • Si n es impar: todos cruzados excepto la Columna (N/2):  [Columna 1 y Columna N][Columna 2 y Columna (N - 1)] + ... + [Columna (N/2 - 2) y Columna (N/2 + 2)] + [Columna (N/2 - 1) y Columna (N/2 + 1)] + Columna (N/2), vertical + R,
  • Si n es par: todos cruzados:  [Columna 1 y Columna N][Columna 2 y Columna (N - 1)] + ... + [Columna (N/2 - 1) y Columna (N/2 + 2)] + [Columna (N/2 ) y Columna (N/2 + 1)] + R,
Luego de ésto, la cantidad de columnas utilizadas se disminuye, hasta que solamente tengas que multiplicar verticalmente la Columna 1.

Creo que es más facil exponer un ejemplo de dos números, uno de dos dígitos y otro de tres:


En fin, el método acortado de multiplicación requiere pleno poder de las aritméticas mentales. Advierto que este tema es uno puramente recreativo y que si vas a hacer cómputos artiméticos, mejor hacerlos de la manera larga y clásica.
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Esta es la séptima entrada hecha para la Edición 3.1415 del Carnaval de Matemáticas, cuyo anfitrión en esta ocasión es el blog Gaussianos.

Sunday, June 19, 2011

El otro método para multiplicar por 11

En esta ocasión simplificaremos el procedimiento mental para multiplicar un número entero por once. para esto debemos ver una de las diversas equivalencias de 11, en este caso 11 = 10 + 1, para entonces multiplicarlo distributivamente.

Como todo número entero multiplicado por 10 es ese número con un cero añadido al final y todo número entero multiplicado por uno es ese mismo número, se hace más facil sacar el producto mediante la suma directa de 1on + 1

Ejemplo: 11 × 523:
10 × 523: 5230
1 × 523: + 523
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11 × 523 = 5753

Aquí se ve más claro el porque uno hallaba los dígitos sumando el dígito del múltiplo y el número adjacente a la derecha' y porque los números de los extremos se uqedaban igual (a menos que hubiese reagrupación).

También podemos aplicar el mismo método cuando multiplicamos por 9 usando la compensación, donde en vez de multiplicar por 9, hallamos el producto de (10 - 1). Lo mismo que el 11, pero restando.

Ejemplo: 9 × 523:
10 × 523: 5230
-1 × 523: - 523
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9 × 523 = 4707

Saturday, May 28, 2011

Multiplicación polaca

La multiplicación al estilo polaco es de ejecución similar a la multiplicación rusa, con la diferencia que puedes multiplicar por cinco, al no tener que juntar dedos. Solamente sigues las instrucciones que te da el comic y listo.






El puño cerrado vale cinco, con cada dedo levantado añade uno al valor de la mano (un dedo = 6, dos dedos = 7,...). La mano abierta vale 10.

Entonces, ¿cómo multiplicamos? Los dedos que dejas levantados son múltiplos de 10, mientras las cantidades de dedos que dejas encerrados por mano son los factores a los cuales le vas a hallar el producto.

Otro ejemplo: 6 × 6:


Básicamente con los datos provistos, usted puede hacer 21 combinaciones (sin contar la operación conmutativamente) pero hay posibilidad de expandir la gama de multiplicaciones posible.