【数学】为什么两个负数的乘积是个正数?

 

我猜很多人都没想过这个问题,但是娃就是会问啊!...



Vita哥哥很早就会使用负数了,也知道负数怎样进行加法和减法运算,于是当他学会乘法之后,也就自然而然地开始思考如何把乘法推广到负数的问题——没错,其实我们的数学就是这么一步一步发展起来的。

Vita问我负数怎么做乘法,他知道加减法里面,负数会把加法变成减法,把减法变成加法,于是他猜,负数也会把乘法变成除法,把除法变成乘法——哈哈,当然,这是不对的,不过这种思考方式很值得肯定。

于是我告诉他负数做乘法的规则:

  1. 一个正数乘以一个负数,就是把原本两个正数的乘积变成负数,比如7x5=35,那么-7x5=-35,同样地,7x-5=-35。
  2. 如果是两个负数相乘,那么就等于原本两个正数的乘积,比如-7x-5=35,和7x5是一样的。
Vita问我为什么会这样?好吧,为什么呢?你们想过吗?

我看了一下,小学数学也只是教了这个规则而已,并没有解释为什么会这样,但数学的精髓就在于理解每一条规则背后的为什么

解释第一条规则很简单,也就是负数乘以正数等于负数——实际上Vita自己就想出来怎么解释了:

乘法可以定义为连续的加法,比如7x5也就是5个7加起来,即7+7+7+7+7=35,那么这个定义对于负数也可以成立,比如-7x5就是5个-7加起来,即:
但是对于第二条规则,也就是负数乘以负数等于正数,就没有那么容易解释了,比如说-7x-5,我们无法解释-5个-7加起来是个什么意思

要解释这条规则,就需要借助数学语言。

首先,我们有一条叫做“乘法分配律”的基本定律,这条基本定律是可以通过算术基本公设推导出来的,也可以用几何方法证明。乘法分配律大家都会,举个例子:
Vita已经知道乘法分配律,那么接下来我们可以利用它来解释为什么负数乘以负数等于正数。还是以-7x-5为例:
我们已经解释过负数乘以正数的规则,那么现在就可以直接用上去了:
好了,这样我们就解释了为什么-7x-5=35。当然,这不是一个严格的证明,而只是用一个例子来进行解释,严格的证明也可以用类似的思路做出来,但对于解释这个问题来说实在有点大动干戈了。

通过这个例子,我想告诉娃的是:

数学里面有很多东西已经从具体的事物中抽象出来了,这些东西往往不能用通常的语言和概念来解释,而是必须用数学的语言来解释。

不过,这真的是一件很有趣的事情哟。




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