La multiplicación es una suma repetida cuando uno de los factores es un número entero.
3 * 5 = 5 + 5 + 5
3 * -5 = -5 + -5 + -5
3 * 1.5 = 1.5 + 1.5 + 1.5
Cuando generaliza la operación a enteros, racionales, números reales y números complejos, ya no se puede expresar de esta manera.
Considere (pi – 3i) (e – 7.2i)
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¿Qué significaría agregar pi a sí mismo e veces, o agregar -3i a sí mismo -7.2i veces?
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El OP, Steven, ya entiende esto, y su pregunta es realmente sobre pedagogía. Creo que es común en el desarrollo de las matemáticas y, por lo tanto, apropiado en la enseñanza de las matemáticas, que los conceptos comiencen con un significado más específico y limitado y luego se abstraigan, amplíen y generalicen gradualmente. Es realmente difícil aprender la versión más general primero. Necesitas algo mucho más concreto para tener una idea. No se puede enseñar análisis real a alumnos de tercer grado.
El artículo de Devlin hace referencia a la exponenciación. Esto comenzó como la idea de multiplicación repetida, y luego se extendió a enteros negativos con la idea de que x ^ -1 = 1 / x , y racionales con la idea de que x ^ ( m / n ) = la enésima raíz de x ^ m . Luego se extendió a reales redefiniendo un exponente como entrada a una versión de e ^ x , la función con la propiedad f ( x ) * f ( y ) = f ( x + y ). Pero los seres mortales no pueden entender esta definición a menos que ya estén muy cómodos con la idea más primitiva de exponenciación.
Otro ejemplo sería el concepto de una función. La primera vez que aprende sobre funciones, se le enseña a pensar en una función como una especie de máquina; pones un número y sales otro. Esto es algo que la mayoría de la gente puede entender. La definición “real” de una función, como un mapeo entre conjuntos, es un refinamiento que no necesitará hasta mucho más tarde en su educación matemática.
Así que estoy de acuerdo con el OP, contra Devlin (quien admite que no es un maestro). No está mal enseñar la multiplicación como una suma repetida, es simplemente limitada. Y hay formas intuitivas y significativas de extender la idea a diferentes tipos de números, en lugar de simplemente decir “Te mentimos antes; esto es lo que realmente significa”.
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EDITAR: Me pidieron que elaborara, que diera un ejemplo de cómo se podría hacer esto. Probablemente hay muchas formas. Aquí hay una posibilidad.
Si desea encontrar el área de un rectángulo, es decir, el número de cuadrados unitarios que cabría dentro de un rectángulo, multiplique el número de cuadrados a lo largo de la base por el número de cuadrados a lo largo de la altura. Si ambos números son números naturales, digamos 5 y 3, entonces es fácil ver que 5 * 3 = 5 + 5 + 5, y la multiplicación es una forma rápida de hacer sumas repetidas. También es fácil ver que el orden no importa en la multiplicación, porque cuando giras el rectángulo sigue siendo del mismo tamaño. Entonces 3 * 5 = 5 * 3.
Pero, ¿qué pasa si la altura es 1/2 en lugar de 3? Aquí estamos comenzando a pasar del pensamiento discreto al continuo. Es de esperar que, dado que 1/2 es más de 0 y menos de 1, deberíamos obtener más de 0 * 5 y menos de 1 * 5. Puedes mostrar con un dibujo que obtienes cinco medios cuadrados; 1/2 veces 5 es la mitad de cinco, o 2 y 1/2. Todavía estás haciendo sumas repetidas, pero lo que estás agregando repetidamente es una pieza de un cuadrado, no un cuadrado completo. Puede hacer lo mismo con tercios, cuartos, etc. para reforzar la idea.
Cuando los estudiantes se sientan cómodos con la fracción de números enteros, deberían comenzar a ver que multiplicar por 1/2 siempre da la mitad del número. Incluso pueden notar que multiplicar por 1/2 es realmente lo mismo que dividir por 2. Eso les permite pensar en el significado de 1/2 * 1/2. Obtienes la mitad de la mitad, o 1/4. Estás agregando 1/2 “medio tiempo”. Te estás moviendo hacia la idea de la multiplicación como escala y los números como continuos en lugar de discretos.
Las técnicas para manipular decimales son diferentes para las de manipular fracciones, pero el concepto, la justificación, son los mismos. Los decimales son solo otra forma de escribir fracciones; cada decimal es una fracción con un denominador de 10 a alguna potencia. La división es la multiplicación por una fracción. Puede multiplicar y dividir en cualquier orden sin cambiar la respuesta. Entonces, por ejemplo, .25 * .25 = .0625 porque 25/100 * 25/100 = 25 * 25/100/100 = 625/10000 = .0625.
(Una falla en la forma en que enseñamos matemáticas, en mi opinión, es que enseñamos algoritmos complicados para la computación, como la división larga, en un momento en que los estudiantes son demasiado jóvenes para comprenderlos conceptualmente. Entonces se les ocurre la idea de que las matemáticas se trata de memorizar técnicas y reglas siguientes que no tienen sentido intuitivo).
Esta descripción probablemente podría elaborarse con más detalle y mejorarse, pero la idea general es que, a medida que introduce un nuevo tipo de números, lo explica en términos de los tipos conocidos y la extensión de las operaciones a estos nuevos tipos debería tener sentido, y no debería sentirse como una redefinición total.