珠算
珠算,指的是用算盘进行计算,一般特指用中式算盘进行计算。珠算领域对四则运算统整出了一套系统的计算规则,统称"珠算法则"。其源于中国筹算,在东汉徐岳所著《数术记遗》记载上古十四种算法,珠算为其一。不过,当时尚无现在的算盘,是把算珠放于以凹槽为档的板上作为算盘。
2013年,联合国教科文组织将其列入人类非物质文化遗产代表作名录。
术语.
珠算已发展成一系统,亦衍生出许多相关术语,为便于说明,参考国珠联的《珠算统一用语表》略简述之:
运珠.
有两种方式:
一般只用拇指、食指和中指拨珠(亦有极少数非常熟练的人五指全用),三个手指的基本分工是:
(或一五珠算盘):两个手指的基本分工是:
两个手指的基本分工是:
算法.
布数.
布数是指表现数字的算珠摆放方式。
加算.
方法为同位值相加,逢十进一,计算时由又高位档向低位档依次相加。
(例)1937+284
可辅助学习,熟练后亦可不用。
以 +3 为例:
其中,「三下五去二」亦是成语中「三下五除二」的由来。
减算.
方法为同位值相减,不够借位,计算时由高位档向低位档依次相减。
(例)2756-957
可辅助学习,熟练后亦可不用。
以 -3 为例:
「三去三」是指「(若下珠够减)直接拨去三颗」(=-3)。
「三上二去五」是指「(若下珠不够减,且有上珠),则拨去上珠,并加上二颗下珠」(=-5+2)。
「三退一还七」是指「(若下珠不够减,且没有上珠),则更高一位减一,并加上七」(=-10+7)。
遇到小数减大数时,可以用到一种技巧叫作悬珠来代表负数。悬珠是指将算珠移到不靠梁,也不靠框。其观念同计算机中的二补数。
乘算.
基本原则就是,将乘数分解为每分数,分别乘上被乘数后相加。如:要计算 32×97
formula_6
formula_7
formula_8
更进一步分解,
formula_9
formula_10
计算时,不用考虑位值,则只需计算"一位×一位",如:30×90 ,只需计算 3×9 ,再加至百位即可。如此,可以先将每个"一位×一位"的结果先计算出来,此即为乘法口诀——九九歌。
而使用珠算计算时,因为数字都在盘面上,所以要考虑是否要将实(被乘数)、法(乘数)放置盘面上,放的位置(因计算结果会愈来愈长,可能会与原本被乘数、乘数放置的地方重叠而影响)、计算顺序、如何定位等。而根据计算方法,主要有两大类:
此外,另有一种技巧 凑倍乘法,古称金蝉脱壳,又称迭皮乘、加减乘法、变积乘法、倍数乘法、加乘法。可将乘法转为加减算,从而不需要九九乘法。
其基本想法为:「因为将每个乘数分解成多个一位数,最多只有 9 种可能(0 不用计算)」,而这 9 种可能,都可以改为「"×1"、"×2"、"×5"的某种组合」如:被乘数×8 相当于 被乘数x(10-2)。而「"×1"、"×2"、"×5"」这三种运算是容易心算的。
(例)32×97
除算.
方法跟长除法类似,即逐位(由高位向低位)来决定适合的商。计算方式主要分两步骤估商(或试商)和减积。
计算方法有:商除法、归除法、凑倍除法。
商除法.
以约率为例。为简单起见,先以两个算盘(一个记录商,一个记录余)说明之。
(例)formula_11
得到 formula_12。
而实际在计算时,会使用一个算盘同时放置商数和余数,就是分区放。要如何有效利用有限的档位,又不影响计算,其规律就是够除,隔位置商;不够除,挨位置商。
以密率为例,说明完整的商除法。
以 formula_13 为例
得 formula_14
计算过程中,若发现所估的商过大,则要退商;若估商太小,则要补商。
归除法.
其基本想法是,将一些可能的除算先计算出结果,并将商与除数化作口诀,来加速计算除法。
除数为一位的称为单归法,除数为多位的,则为归除法。
九归诀.
目前可知最早的记载为朱世杰所撰《算学启蒙》卷上《归除歌诀》:「
一归如一进、见一进成十;
二一添作五、逢二进成十、四进二十、六进三十、八进四十;
三一三十一、三二六十二、逢三进成十、六进二十、九进三十;
四一二十二、四二添作五、四三七十二、逢四进成十、八进二十;
五归添一倍、逢五进成十;
六一下加四、六二三十二、六三添作五、六四六十四、六五八十二、逢六进成十;
七一下加三、七二下加六、七三四十二、七四五十五、七五七十一、七六八十四、逢七进成十;
八一下加二、八二下加四、八三下加六、八四添作五、八五六十二、八六七十四、八七八十六、逢八进成十;
九归随身下、逢九进成十
」
整个歌诀的作用为,「罗列所有被除数及除数的首数的可能,得出商数和余数」。
以三一三十一为例,第一个数字为三,是"除数的首数为三",第二个数字为一,是"被除数首数为一",数字虽为 1,但计算的是 formula_15 。
而三十一意指商为 3 ,余为 1。同样的,三二六十二是指formula_16。逢三进成十是指formula_17。
有些语句是用下加几来表示,是指商数不变(与被除数首数相同),余数则为那个几。以七二下加六为例,formula_18。
五归添一倍是指「用 5 去除一个数,相当于此数加倍」(如:formula_19)
其中,部分口诀,也成了成语。如二一添作五意味两者平分,三一三十一意味三者平分。
也有几种不同的版本,如简化版:「
一归如一进,见一进成十;
二一添作五,逢二进成十;
三一三十一,三二六十二,逢三进成十;
四一二十二,四二添作五,四三七十二,逢四进成十;
五归添一倍,逢五进成十;
六一下加四,六二三十二,六三添作五,六四六十四,六五八十二,逢六进成十;
七一下加三,七二下加六,七三四十二,七四五十五,七五七十一,七六八十四,逢七进成十;
八一下加二,八二下加四,八三下加六,八四添作五,八五六十二,八六七十四,八七八十六,逢八进成十;
九归随身下,逢九进成十。
或者,改为更易理解的语句,如将「三一三十一」改为「三一三余一」,「逢三进成十」改为「逢三进一」。如:「
一归:逢一进一,逢二进二,逢三进三,逢四进四,逢五进五,逢六进六,逢七进七,逢八进八,逢九进九。
二归:逢二进一,逢四进二,逢六进三,逢八进四,二一添作五。
三归:逢三进一,逢六进二,逢九进三,三一三余一,三二六余二。
四归:逢四进一,逢八进二,四二添作五,四一二余二,四三七余二。
五归:逢五进一,五一倍作二,五二倍作四,五三倍作六,五四倍作八。
六归:逢六进一,逢十二进二,六三添作五,六一下加四,六二三余二,六四六余四,六五八余二。
七归:逢七进一,逢十四进二,七一下加三,七二下加六,七三四余二,七四五余五,七五七余一,七六八余四。
八归:逢八进一,八四添作五,八一下加二,八二下加四,八三下加六,八五六余二,八六七余四,八七八余六。
九归:逢九进一,九一下加一,九二下加二,九三下加三,九四下加四,九五下加五,九六下加六,九七下加七,九八下加八。
单归法(除数为一位).
以约率为例。
(例) formula_11
得 formula_12
归除法(除数为多位).
跟单归法类似,也是借助九归歌。可以理解成使用九归歌来估商。
以 formula_22 为例,可以先用 300 来估商,因此使用口诀中的三归口诀。口诀已完成了 300 的减积(如「三一三余一」中,余一的部分已加入下一档)。但 21 的部分仍未减积。因此归除法区分两个观念:除数的首数称为归,除数的首数以外的数称为除。除数为 321 的话,称作3归21除,意味著用 3归求商及其减积,再以 21 来完成乘下的减积。
减积后,有可能发现的估商需要调整。若过小,需要增商,这部分口诀中已包含「逢 n 进为十」;若过大,则需退商,则有退商口诀:
这口诀有明显规律:「无除起(也有作「退」)一下还 n」,无需特别记忆。
另外,也有可能发现在某些情况(即除数、被除数差不多大,却又不够除时)下,无法估商,则使用撞归口诀:
这口诀也有明显规律:「见 n 无除撞(也有作「作」)九 n」,无需特别记忆。它的意思是,在「除数、被除数的首数同为 n,却又不够除,直接估商为 9,下一档要 +n」时。当首数相同,却又无法进 1 (代表 10),则估商就从 9 开始。减积后,需要在下一档 +n 。
以密率为例,因为除数为 formula_23,故称之为「一归十三除」,相关口诀如下:
(例)formula_13
得 formula_14。
凑倍除法.
或称累减除法、大扒皮,首见于《九章详注比类算法大全》,是一种不用九九乘法而用累减的计算方式。
开平方.
开平方必须至少三副都是至少十三档算盘, 一副是根, 一副是廉, 一副是隅
验算.
一、交换律
加法算式:被加数+加数=和数
验算公式:加数+被加数=和数
减法算式:被减数-减数=差数
验算公式:被减数-差数=减数
乘法算式:被乘数*乘数=积
验算公式:乘数*被乘数=积
二、逆运算
加法算式:被加数+加数=和数
验算公式:和数-加数=被加数 或 和数-被加数=加数
减法算式:被减数-减数=差数
验算公式:差数+减数=被减数
乘法算式:被乘数*乘数=积
验算公式:积/被乘数=乘数
除法算式:被除数/除数=商(及余数)
验算公式:(除数*商)+余数=被除数
三、尾错复尾
只再计算最后几位数一次
只能验加法,减法,乘法和乘幂
范例一、 123+456=599
123=1+2+3=6(mod 9)
456=4+5+6=6(mod 9)
599=5+9+9=5(mod 9)
因6+6=3(mod 9)不等于5(mod 9), 所以计算错误,正确答案是579
范例二、 123*456=68934
123=1+2+3=6(mod 9)
456=4+5+6=6(mod 9)
68934=6+8+9+3+4=3(mod 9)
因6*6=0(mod 9)不等于3(mod 9), 所以计算错误, 正确答案是56088
范例三、 22*68*53=369780
22=4(mod 9)
68=5(mod 9)
53=8(mod 9)
369780=3+6+9+7+8+0=6(mod 9)
因4*5*8=7(mod 9)不等于6(mod 9), 所以计算错误, 正确答案是79288
范例四、 23^4=367981
23^4=(-4)^4=4(mod 9)
367981=34=7(mod 9)
因4(mod 9)不等于7(mod 9), 所以计算错误, 正确答案是279841
九余数法不能查到答案是换位错误(error of transposition)的问题, 例如计算岀567, 但正确答案是576便会显示正确。勿过度倚赖九余数法。
珠算竞技.
珠算竞技可分为珠算竞技和心算竞技两大类,心算竞技是运用珠算式心算技巧。
外部链接.
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