在小学生学习算术的过程中,常常会遇到四则运算的优先级问题,导致他们在实际操作时出现错误。为了深入理解这个问题,我们今天来探讨一下,为何乘除运算的优先级会高于加减运算。
有人会说,这是算术的基本规则,讨论这个问题毫无意义。但事实并非如此。数学是一门基于逻辑推理的学科,了解规则背后的逻辑可以帮助我们更好地理解这些规则,而不仅仅是死记硬背。我们应该探究我们为什么要制定这样的规则。
数学是从具象的事物逐渐发展为抽象的学科。当我们探讨这个问题时,我们需要回归具象,从实际的事物出发,理解为何要制定这样的规则。那么,如果加减运算的优先级高于乘法运算是否可行呢?由于加法和减法是互为逆运算,减法可以由加法直接表示,同理,乘法和除法也是相似的。在这里,我们讨论的是更广泛意义上的乘法和加法的关系。
考虑一个实际问题:每本本子的价格是5元,每支笔的价格是2元。一个班级有40名学生,每个学生都需要一个本子和一支笔。问题是采购40套需要多少钱?
在解答这个问题时,我们先暂时抛开原有的优先级规则,假设加法的优先级高于乘法。按照这个假设,我们可以这样计算:
首先计算单个学生所需的本子和笔的总价:5元(本子)+ 2元(笔)× 40(学生)= 7元 × 40 = 280元。
这种情况下,加法的优先级先于乘法进行计算,逻辑上是自洽的。我们把一个本子和一支笔的价格看作一个整体,即一套的价格为5+2元,然后乘以学生的数量。理论上我们可以制定这样的规则。那么,为什么我们最终要制定乘法的优先级高于加法呢?请听我慢慢道来。
从另一个角度来看,加法更适合在同一量纲下进行运算。例如,不同数量的东西相加才有意义。而如果是不同量纲的数相加,如速度和路程相加,就会造成极大的困扰和麻烦。而乘法可以把不同的量纲转化到同一量纲下进行计算,如速度乘以时间得到距离等。从这一角度看,乘法的优先级高于加法也更有意义。
并不是我们不能规定加法的优先级高于乘法。而是乘法的优先级高于加法的规定更具有实用性和简便性。在历史的发展过程中,我们选择了更符合逻辑、更简便的一种准则。乘法的优先级高于加法是更为合理和实用的规定。