什麼是吠陀矩形(盒子)乘法計算機?
這個工具會幫你計算兩數相乘,並以印度吠陀心算訓練中常見的「矩形法」或「盒子分割法」呈現答案。它不採用傳統的直式乘法,而是把每個數字的各位數沿著矩形的兩邊排開,每一格的面積就是一個部分積,把所有部分積加總起來,便得到最終答案。最上方顯示的結果就是一般的乘積 \(\text{A} \times \text{B}\),因此任何數字都適用;而方格分解圖則是針對兩位數非負整數所設計的學習輔助。
使用方法
輸入第一個數 \(\text{A}\) 與第二個數 \(\text{B}\),即可讀取答案(Answer)。若兩個數字都是非負整數,畫面會出現一張表格,列出四個方格的乘積與其對應的位值,讓你清楚看見總和是如何一步步累加而成。多加練習,你也能在腦中完成同樣的拆解運算。
公式說明
把 \(\text{A}\) 寫成 \(10\cdot a_1 + a_0\),\(\text{B}\) 寫成 \(10\cdot b_1 + b_0\),其中 \(a_1\)、\(b_1\) 是十位數,\(a_0\)、\(b_0\) 是個位數。矩形共有四格,各格面積分別為 \(a_1\cdot b_1\)、\(a_1\cdot b_0\)、\(a_0\cdot b_1\) 與 \(a_0\cdot b_0\)。再依位值放大:
$$\text{A} \times \text{B} = a_1 b_1\cdot 100 + (a_1 b_0 + a_0 b_1)\cdot 10 + a_0 b_0$$$$\begin{gathered} \text{A} \times \text{B} = a_1 b_1\cdot 100 + (a_1 b_0 + a_0 b_1)\cdot 10 + a_0 b_0 \\[1.5em] \text{where}\quad \left\{ \begin{aligned} a_1 &= \left\lfloor \text{A} / 10 \right\rfloor, \quad a_0 = \text{A} \bmod 10 \\ b_1 &= \left\lfloor \text{B} / 10 \right\rfloor, \quad b_0 = \text{B} \bmod 10 \end{aligned} \right. \end{gathered}$$
實例演算
以 \(44 \times 36\) 為例:\(a_1=4\)、\(a_0=4\)、\(b_1=3\)、\(b_0=6\)。各格為:\(4\cdot 3=12\)(\(\times 100 = 1200\))、\(4\cdot 6=24\)(\(\times 10 = 240\))、\(4\cdot 3=12\)(\(\times 10 = 120\))、\(4\cdot 6=24\)(\(\times 1 = 24\))。總和:
$$1200 + 240 + 120 + 24 = 1584$$正好等於 \(44 \times 36\)。
常見問題
可以用在小數或負數嗎?乘積本身可以——答案永遠是 \(\text{A} \times \text{B}\)。但盒子方格圖只會在輸入非負整數時顯示,因為唯有此時數字的位數拆解才有意義。
為什麼要用盒子分割法?它能清楚呈現位值的概念,非常適合用來練習心算,也是教學乘法的好方法。
那超過兩位數的數字呢?答案依然精準無誤;只是這個簡單的四格圖是專為兩位數輸入所設計的。