乘法

3×4 = 12
乘法(英语:Multiplication),加法的連續運算,同一数的若干次连加,其運算結果稱為積(英语:Product)。
- a+a+a+⋯+a⏟n=a×n{displaystyle underbrace {a+a+a+cdots +a} _{n}=atimes n}
因為華人地區有將四則運算的被運算數和運算數統一位置,所以前者是被乘數後者是乘數,使用中文敘述為n個a。
目录
1 表示法
2 定義
3 历史
4 計算
5 參考
表示法
乘法可以用幾種方法表示。以下的式子表示“五乘以二”:
- 5×2{displaystyle 5times 2}
- 5⋅2{displaystyle 5cdot 2}
- 5∗2{displaystyle 5*2}
古代常用的方法是將兩個數並排,沒有甚麼特別的符號來表示乘法。
以「×{displaystyle times }」表示乘法是威廉·奧特雷德最先使用,分別於一篇現時相信是於1618年他寫的附錄,和約於1628年寫作的、1631年出版的書《數學之鑰》(Clavis Mathematicae)內出現。以「×{displaystyle times }
」表示乘法是現在最流行的寫法。在電腦文書中,也有為方便鍵盤輸入而以小寫英文字母「x」替代「×」。
以「⋅{displaystyle cdot }」表示乘法現在用於德國和法國等國家,最早由托马斯·哈里奥特在1631年出版的著作使用,但對這個用法較有影響力的人是萊布尼茲。
因為星號「∗{displaystyle *}」是鍵盤必備的符號,電腦常用星號表示乘號,第一次在計算機使用這個用法的是FORTRAN(福傳)編程語言,事實上可以追溯到更早——1659年,Johann Rahn(1622年-1676年)在Teutsche Algebra一書中首次使用;但筆算時很少使用星號。
代数中,乘號經常省略掉,形式如5x{displaystyle 5x}和xy{displaystyle xy}
。若變數多於一個字母,容易使人混淆。這種表示法不會用於只有數字時,即5×2{displaystyle 5times 2}
不會表示成52{displaystyle 52}
。
乘積可以用大写希臘字母Π(Pi,Π{displaystyle Pi })來表示:
- ∏i=mnxi:=xm⋅xm+1⋅xm+2⋅…⋅xn−1⋅xn{displaystyle prod _{i=m}^{n}x_{i}:=x_{m}cdot x_{m+1}cdot x_{m+2}cdot ldots cdot x_{n-1}cdot x_{n}}
定義
兩個整數的積是:
- mn=∑k=1nm{displaystyle mn=sum _{k=1}^{n}m}
這是“將m加到自己n次”的簡化說法。更清晰來說:
- mn=m+m+m+⋯+m⏟n{displaystyle mn=underbrace {m+m+m+cdots +m} _{n}}
使用上面的定義,我們很易找到一些乘法的性質:
交換律:xy=yx{displaystyle xy=yx}
結合律:(xy)z=x(yz){displaystyle (xy)z=x(yz)}
分配律:x(y+z)=xy+xz{displaystyle x(y+z)=xy+xz}
將任何數乘以一都會等於該數本身,即1x=x{displaystyle 1x=x},稱為單位律。
將任何數乘以零,即是甚麼也沒做過,結果就是零,即0x=0{displaystyle 0x=0}。
當x{displaystyle x}是量,y{displaystyle y}
是自然數,乘法的递归定義:
- 0x=0{displaystyle 0x=0}
- xy=x+x(y−1){displaystyle xy=x+x(y-1)}
历史
孙子筹算乘法

印度的格子乘法
最早最详细的关于十进位制乘法的规则,首见400年左右孙子算经。孙子乘法在9世纪经花拉子米介绍而流行于阿拉伯国家,13世纪被翻译成拉丁文而流行西方。
印度的格子乘法在唐代流入中国,在9世纪初经花拉子米介绍到阿拉伯,但都未能流行。
計算
未解決的计算机科学問題:计算两个n位数相乘的最快算法是什么? |
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計算機有特別的算法來處理大數之間的相乘,見乘法算法。
華人小學生通常要背誦九九乘法表來學習乘法。
史豐收速算法提出了用“本個 +後進”的方式來計算乘法。
尺規作圖作乘法的方法:給定長為1{displaystyle 1}的線,以及兩條線AB{displaystyle AB}
和AC{displaystyle AC}
,求長度為該兩條的線長度的積的線。解法:設該兩條線分別為AB{displaystyle AB}
和AC{displaystyle AC}
,AB{displaystyle AB}
垂直AC{displaystyle AC}
于A{displaystyle A}
。在AB{displaystyle AB}
上畫出點D{displaystyle D}
使DA=1{displaystyle DA=1}
,連D{displaystyle D}
、C{displaystyle C}
為DC{displaystyle DC}
。畫一條通過B{displaystyle B}
、平行DC{displaystyle DC}
的線,延長AC{displaystyle AC}
,此兩條線的交於E{displaystyle E}
,EA{displaystyle EA}
即為所求之線。
參考
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