多年前寫過一篇同名的文章,直到真的在工作上編寫國中數學的教材時,才意識到那篇文章並不那麼適合一般的國中生,看著它很常被瀏覽,感覺也是該重新寫一個適合國中生的版本。
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你在國中初學正負數時,遇到正負數的乘法運算,在那裡會歸結出正負數相乘的法則:
正數乘以正數,結果會是正數(正正得正)
負數乘以正數,結果會是負數(負正得負)
正數乘以負數,結果會是負數(正負得負)
負數乘以負數,結果會是正數(負負得正)
正數乘以正數,是我們習慣的計算,3乘以5是15,沒什麼特別的;
負數乘以正數,可以根據乘法與負數加減運算來理解,例如:
(-3)×5換成加法,表示(-3)+(-3)+(-3)+(-3)+(-3)
而從加減的經驗也能理解,結果會是負的,負多少則是3的5倍,因此這是-3×5=-15。
會讓你感到困惑的情況,應該都是「乘以負數」的情況。
我們知道一數乘以正數是對應到多少個原數相加,但乘以負數是什麼意思呢?
要在現實生活中理解負負得正(或者說何謂乘以負數),通常需要多種相對的概念。
課本中常見的範例是,水庫每天水量的變化(上升或下降的相對),與時間前後的變化(前幾天或後幾天的相對),最後對應的結果是水量相對於當前水量高低(高或低的相對)。
如果每天下降3公分(記為-3),5天後(記為+5)的水量與今天相比是如何呢?
是比今天低了3×5=15公分(記為-15)。
如果每天下降3公分(記為-3),5天前(記為-5)的水量與今天相比是如何呢?
是比今天高了3×5=15公分(記為+15)。
另一種常見的相對概念,是金錢觀念中「收入」與「負債」,和「得到」與「失去」搭配在一起。
3元的收入得到5次(正乘以正),資產是增加15元。(+15)
3元的收入失去5次(正乘以負),資產是減少15元。(-15)
3元的負債得到5次(負乘以正),資產是減少15元。(-15)
3元的負債失去5次(負乘以負),資產是增加15元。(+15)
最後一個情況可能你也還是覺得有點難理解,什麼叫做失去負債呢?
例如你欠了同學10元,這算是你的負債,如果你失去了這筆負債(例如同學跟你說不用還了),那你不用還這10元,就相當於你多了10元(+10)可用。
金錢的例子可能對你來說較為陌生,或許遊戲的例子會對你有幫助,事實上我認為如果你喜歡玩遊戲的話,負負得正的概念是很容易遇到的。
例如遊戲中攜帶一種寶石,可以使你的「力量」屬性增加3點,但「生命值」會減少4點。
這時你攜帶5顆這樣的寶石,就會使力量增加15點,生命值減少20點,即(-4)×5=-20。
現在看著你的生命值,想像一下,如果你丟棄了身上的1顆寶石,你的生命值會如何變化呢?
會比原本多4點(當然力量也會比原本少3點)。
你丟棄越多顆寶石,生命值就會逐漸增加回來。
「增加與減少」是相對的,「攜帶與丟棄」是相對的。
減少4點生命值的寶石(-4),丟棄3顆(乘以-3),你的生命值就會增加4×3=12點(+12)。
任何你生活中原本熟悉的乘法運算,如果你能為前後兩數找到相對概念的話,就可以理解其負數相乘的情況。
公車每站上車5個人,停靠3站後,車上的人數增加了多少人?
上車的相對是下車,「停靠3站後」的相對是什麼呢?是時間線再往前推3站之前。(這個例子類似水位上升下降)
負負得正蘊含的生活概念是,兩次相反的結果會是正的。
生活中有些反義的詞彙是可以兩兩對消的,雖然生活中我們刻意講反義的詞彙是有額外用意的。
例如:
我也不是想遲到,「不是」的相對為「是」,「遲到」的相對是「準時」。
這句話也可以說成「我是想準時」。
或是可以兩兩互換成相對的意義,就像正負跟負正的結果一樣是負,正正跟負負的結果一樣是正。
例如:
我喜歡早起,「喜歡」的相對是「討厭」,「早起」的相對是「晚起」。
這句話的意義就跟「我討厭晚起」相去不遠。
剛好「不遠」就是「近」的意思,省略了「不」的反義,而「遠」換成了相對的「近」。
期望這篇文章對你有幫助囉。