Сочетательное свойство умножения кратко

Обновлено: 02.07.2024

Для операции умножения натуральных чисел ℕ характерен ряд результатов, которые справедливы для любых умножаемых натуральных чисел. Эти результаты называются свойствами. В данной статье мы сформулируем свойства умножения натуральных чисел, приведем их буквенные определения и примеры.

Переместительное свойство умножения натуральных чисел

Переместительное свойство часто называют также переместительным законом умножения. По аналогии с переместительным свойством для сложения чисел, оно формулируется так:

Переместительный закон умножения

От перемены мест множителей произведение не меняется.

В буквенном виде переместительное свойство записывается так: a · b = b · a

a и b - любые натуральные числа.

Возьмем любые два натурльных числа и наглядно покажем, что данное свойство справедливо. Вычислим произведение 2 · 6 . По определению произведения, нужно число 2 повторить 6 раз. Получаем: 2 · 6 = 2 + 2 + 2 + 2 + 2 + 2 = 12 . Теперь поменяем множители местами. 6 · 2 = 6 + 6 = 12 . Очевидно, переместительный закон выполняется.

На рисунке ниже проиллюститруем переместительное свойство умножения натуральных чисел.

Сочетательное свойство умножения натуральных чисел

Второе название для сочетательного свойства умножения - ассоциативный закон, или ассоциативное свойство. Вот его формулировка.

Сочетательный закон умножения

Умножение числа a на произведение чисел b и c равносильно умножению произведения чисел a и b на число c .

Приведем формулировку в буквенном виде:

a · b · c = a · b · c

a , b , c - любые натуральные числа. Сочетательный закон работает для трех и более натуральных чисел.

Для наглядности приведем пример. Сначала вычислим значение 4 · 3 · 2 .

4 · 3 · 2 = 4 · 6 = 4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4 = 24

Теперь переставим скобки и вычислим значение 4 · 3 · 2 .

4 · 3 · 2 = 12 · 2 = 12 + 12 = 24

4 · 3 · 2 = 4 · 3 · 2

Как видим, теория совпадает с практикой, и свойство справедливо.

Сочетательное свойство умножения также можно проиллюстрировать с помощью рисунка.

Распределительное свойство относительно умножения

Без распределительного свойста не обойтись, когда в математическом выражении одновременно присутствуют операции умножения и сложения. Это свойство определяет связь между умножением и сложением натуральных чисел.

Распределительное свойство умножения относительно сложения

Умножения суммы чисел b и c на число a равносильно сумме произведений чисел a и b и a и c .

Запишем в форме буквенного выражения:

a · b + c = a · b + a · c

a , b , c - любые натуральные числа.

Теперь на наглядном примере покажем, как работает это свойство. Вычислим значение выражения 4 · 3 + 2 .

4 · 3 + 2 = 4 · 3 + 4 · 2 = 12 + 8 = 20

С другой стороны 4 · 3 + 2 = 4 · 5 = 20 . Справедливость распределительного свойства умножения относительно сложения показана наглядно.

Для лучшего понимания приведем рисунок, иллюстрирующий суть умножения числа на сумму чисел.

Распределительное свойство умножения относительно вычитания

Распределительное свойство умножения относительно вычитания формулируется аналогично данному свойству относительно сложения, следует лишь учитывать знак операции.

Распределительное свойство умножения относительно вычитания

Умножения разности чисел b и c на число a равносильно разности произведений чисел a и b и a и c .

Запишем в форме буквенного выражения:

a · b - c = a · b - a · c

a , b , c - любые натуральные числа.

В предыдущем примере заменим "плюс" на "минус" и запишем:

4 · 3 - 2 = 4 · 3 - 4 · 2 = 12 - 8 = 4

С другой стороны 4 · 3 - 2 = 4 · 1 = 4 . Таким образом, справедливость свойства умножения натуральных чисел относительно вычитания показана наглядно.

Умножение единицы на натуральное число

Умножение единицы на любое натуральное число в результате дает данное число.

По определению операции умножения, произведение чисел 1 и a равно сумме, в котором слагаемое 1 повторяется a раз.

1 · a = ∑ i = 1 a 1

Умножение натурального числа a на единицу представляет собой сумму, состоящую из одого слагаемого a . Таким образом, переместительное свойство умножения остается справедливым:

Умножение нуля на натуральное число

Число 0 не входит в множество натуральных чисел. Тем не менее, есть смысл рассмотреть свойство умножения нуля на натуральное число. Данное свойство часто используется при умножении натуральных чисел столбиком.

Умножение нуля на натуральное число

Произведение числа 0 и любого натурального числа a равно числу 0 .

По определению, произведение 0 · a равно сумме, в которой слагаемое 0 повторяется a раз. По свойствам сложения, такая сумма равна нулю.

В результате умножения единицы на нуль получается нуль. Произведение нуля на сколь угодно большое натуральное число также дает в результате нуль.

Напимер: 0 · 498 = 0 ; 0 · 9638854785885 = 0

Справедливо и обратное. Произведение числа на нуль также дает в результате нуль: a · 0 = 0 .

Сложение, вычитание, произведение и деление — это фундаментальные операции. На них базируется вся математика. Существуют определённые методы, позволяющие упростить вычисления и даже выполнять расчёты в уме. Одно из них — использование свойства сочетательного умножения. Оно довольно простое, но при этом позволяет привести сложную для расчётов запись выражения к удобному виду.

Общие сведения

В математике любое действие принято называть операцией. Согласно математическому определению под ней понимают представления соответствия одному или нескольких элементам аргумента иного элемента. Все операции разделяют на арифметические и гипероперации. К первым относят сложение и вычитание. Вторые же включают в себя:

произведение (умножение) — действие высшего порядка сложения;
деление — обратная произведению операция;
возведение в степень — высший порядок умножения;
корень — функция отличную от степени;
взятие логарифма — обратная операции возведения.

При умножении участвуют два члена (аргумента). Один из них называют множителем, а другой сомножителем. Но вместе с тем в учебниках используют и другие названия — множимое и множитель. Результатом умножения является не что иное, как произведение. Так как перемножение по своей сути является коммутативной операцией, то есть характеризуется свойством переместительности, порядок записи членов не оказывает влияния на результат.

Наряду с таблицей существуют и законы умножения. В 5 классе среднеобразовательной школы учащиеся проходят эти свойства, закладывая фундамент для освоения быстрого счёта. По своей сути произведение является результатом сложения одного из чисел столько раз, сколько указывает второе. Например, пусть имеется девять рядов. В каждом из них лежит пятнадцать яблок. Чтобы вычислить, сколько же всего фруктов необходимо, нужно сложить число пятнадцать само с собой девять раз. В ответе и получится искомое количество.

Эта неудобная операция сложения заменяется умножением. Другими словами, нужно просто число рядов умножить на количество яблок в каждом из них: k = 15 * 9 = 135 штук. При этом, согласно свойству умножения, порядок перемножения не имеет значения, так k = 9 * 15 = 135 штук.

Под умножением двух натуральных чисел понимают действие, результат которого равен сумме одинаковых слагаемых, определяемой первым из умножаемых чисел. При этом второе из этих чисел указывает количество слагаемых. В этом и заключена суть умножения двух натуральных чисел. Можно сформулировать простое определение действию: под произведением понимают результат, полученный суммированием слагаемого, при этом одно из перемножаемых чисел указывает на количество слагаемых.

Свойства произведения

Изучение математиками процесса умножения позволило им обнаружить ряд закономерностей, характерных для этого действия. Их назвали свойствами умножения. Наиболее часто при решении задач, при котором используется нахождение произведения, используют шесть законов умножения:

Сочетательный. Объясняющий правила перемножения, если в выражении присутствуют скобки.
Переместительный. Разрешает перестановку множителей.
Распределительный сложения. Связывает сложение с умножением. Его формулировка звучит так: сложение произведения первого слагаемого и произведения числа другого слагаемого с данным числом можно заменить произведением первого слагаемого на это число. То есть (a + b) * c = a * c + b * c.
Распределительный вычитания. Аналогичный распределительному сложения, только вместо суммирования выполняется вычитание. То есть (a — b) * c = a * c — b * c.
Перемножение единицы и натурального числа. Согласно его формулировке произведение произвольного числа слагаемых, каждое из которых равно единице на натуральное число, будет равняться сумме числа этого слагаемого.
Умножение на ноль. При умножении любого члена на ноль результатом будет ноль.

Сочетательный и переместительный законы были получены путём изучения результатов действия сложения. Они довольно похожи между собой. При сложении используется два правила: от перемены мест слагаемых результат остаётся неизменным, и при сложении нескольких членов можно сложить только два из них, а после полученную сумму прибавить к оставшимся. Именно на этих свойствах и построены два закона умножения. Сочетательное свойство сложения и умножения вместе с переместительным законом используют для существенного ускорения расчётов.

Например, пусть необходимо вычислить выражение: 15 * 3 * 4 * 5 + 1 * 2 * 3 * 4 * 5 * 6. Пример состоит из двух слагаемых. Первое, используя сочетательный закон, можно упростить. То есть не выполнять перемножение последовательно, что трудно сделать в уме, а вначале умножить первый и второй член, а затем третий с четвёртым, а уже после полученные произведения перемножить между собой: (15 * 3) * (4 * 5) = 45 * 20 = 900. Второе же слагаемое проще вычислить последовательно. В итоге получится: 900 + 720 = 1620.

Формулировка и объяснение

Сочетательный закон, а его часто называют ассоциативным, гласит, что при умножении любого количества множителей результат не поменяется, если группу этих множителей подменить произведением. Математической формулой это утверждение можно записать в виде: a * b * c = (a * b) * c = a * (b * c).

Для понимания этого действия нужно представить прямоугольник со сторонами три и пять сантиметров, нарисованный на тетрадном листе в клетку. Фигуру можно разбить на одинаковые единичные (сантиметровые) квадраты, а после подсчитать их количество. Сделать это можно несколькими способами.

Например, зная, что общее количество квадратов будет равняться произведению пяти на три, а каждый квадрат образуется четырьмя клетками, общее число будет равняться n = (5 * 3) *4 = 60 штук. Другой способ можно построить на том, что в каждом столбце находится три квадрата. Отсюда следует, что столбец содержит 3 * 4 клетки. Общее число клеток будет равняться: 5 * (3 * 4) = 60 штук.

Получается, что два способа равноправны, то есть (5 * 3) * 4 = 5 * (3 * 4). Таким образом, если заменить члены буквенным обозначением, то получится сочетательное свойство умножения. Отсюда следует ещё одно правило. Оно позволяет не только менять местами множители, но и вносить их под знак скобки, тем самым определяя порядок решения.

Распределительное свойство удобно применять и относительно сложения и вычитания. Пусть имеется отрезок разделяющий прямоугольник. Количество единичных квадратов, с одной стороны, будет равняться произведению трёх умноженному на три, а с другой — трёх на два. В итоге получится: 3 * 3 + 3 * 2 = 15 штук. Иначе можно утверждать, что в каждой строчке фигуры размещены 3 + 2 квадрата. Исходя из этого, верно будет записать: 3 * (3 + 2) = 15 штук. Равенство 3 * 3 + 3 * 2 = 3 * (3+ 2) и есть распределительное свойство, довольно плотно использующееся с сочетательным законом.

Например, нужно найти результат действия 25 *1349 * 4. Используя переместительное и сочетательное свойство, удобно выполнить перестановку членов, благодаря чему можно найти ответ. Так, удобно объединить члены выражения следующим образом: 25 * 1349 * 4 = 1349* (25 * 4) = 1349 * 100 = 134900. Аналогичным образом можно поступить и при присутствии в задании знака сложения или вычитания. Например, 311 * 734 + 329 * 266 = 311 * (734 + 266) = 311 * 1000 = 311 000.

Решение примеров

Необходимо не только понять сочетательный закон, но и уметь применять его в практических заданиях. Тем более что решение примеров позволит закрепить теоретический материал и довести действия до автоматизма. Получив опыт группирования членов, можно будет, затрачивая минимальные усилия, перемножить любой сложности выражения. При этом некоторые действия даже выполнить в уме.

Существует несколько условий применения сочетательного свойства: в задании не может быть менее трёх числовых значений; выражение должно содержать только все знаки сложения или умножения. Например, для следующих выражений: 6 * 55 — 3, 6 * 34, 4 * 9 *12, 34:5 * 8, 4 *9 *234, закон применим только ко второму и последнему.

Вот ряд примеров, предназначенных для самостоятельного решения:

Нужно вычислить: 5 * 7132 * 2 = (5 * 2) * 7132 = 10 * 732 = 7320. Выполнив действие сначала над числами пять и два, пример можно легко решить и устно. В то же время, решая задание последовательным методом, довольно легко ошибиться.
Определить произведение выражения: 8 * 123 * 532 * 25 * 4 * 125. В уме такой пример решить прямолинейно сложно. Но если внимательно посмотреть, то можно выделить два члена 125 и 8. При умножении они дадут тысячу, это легко проверить подсчётом в столбик. Таким образом, пример изменится до вида: 1000 * 125 * 20 * 25 * 4. Легко умножить и двадцать пять на четыре. Результатом будет сто. В итоге выражение примет вид: 125000 * 2000 = 250000000. То есть ответ возможно найти и устно.

Следует отметить, что для освоения сочетательного свойства обычно хватает самостоятельно решить около двадцати различных примеров. При этом для проверки результата можно использовать обычный калькулятор или даже онлайн-калькуляторы.

От перестановки сомножителей местами произведение не меняется.

Следовательно, для любых чисел a и b верно равенство:

a · b = b · a,

выражающее переместительное свойство умножения.

4 · 2 · 3 = 3 · 2 · 4 = 24.

Обратите внимание, что данное свойство можно применять и к произведениям, в которых более двух множителей.

Сочетательное свойство умножения

Результат умножения трёх и более множителей не изменится, если какую-либо группу множителей заменить их произведением.

Следовательно, для любых чисел a, b и c верно равенство:

a · b · c = (a · b) · c = a · (b · c),

выражающее сочетательное свойство умножения.

3 · 2 · 5 = 3 · (2 · 5) = 3 · 10 = 30

3 · 2 · 5 = (3 · 2) · 5 = 6 · 5 = 30.

Сочетательное свойство используется для удобства и упрощения вычислений при умножении. Например:

25 · 15 · 4 = (25 · 4) · 15 = 100 · 15 = 1500.

В данном случае можно было вычислить всё последовательно:

25 · 15 · 4 = (25 · 15) · 4 = 375 · 4 = 1500,

но проще и легче сначала умножить 25 на 4 и получить 100, а уже потом умножить 100 на 15.

Распределительное свойство умножения

Сначала рассмотрим распределительное свойство умножения относительно сложения:

Чтобы число умножить на сумму чисел, можно это число умножить отдельно на каждое слагаемое и полученные произведения сложить.

Следовательно, для любых чисел a, b и m верно равенство:

m · (a + b) = m · a + m · b,

выражающее распределительное свойство умножения.

Так как в данном случае число и сумма являются множителями, то, поменяв их местами, используя переместительное свойство, можно сформулировать распределительное свойство так:

Чтобы сумму чисел умножить на число, можно каждое слагаемое отдельно умножить на это число и полученные произведения сложить.

Следовательно, для любых чисел a, b и m верно равенство:

(a + b) · m = a · m + b · m.

Теперь рассмотрим распределительное свойство умножения относительно вычитания:

Чтобы число умножить на разность чисел, можно это число умножить отдельно на уменьшаемое и вычитаемое и из первого полученного произведения вычесть второе.

Следовательно, для любых чисел a, b и m верно равенство:

m · (a - b) = m · a - m · b.

Так как в данном случае число и разность являются множителями, то поменяв их местами, используя переместительное свойство, можно сформулировать распределительное свойство так:

Чтобы разность чисел умножить на число, можно уменьшаемое и вычитаемое отдельно умножить на это число и из первого полученного произведения вычесть второе.

Следовательно, для любых чисел a, b и m верно равенство:

(a - b) · m = a · m - b · m.

Переход от умножения:

m · (a + b) и m · (a - b)

соответственно к сложению и вычитанию:

m · a + m · b и m · a - m · b

называется раскрытием скобок.

Переход от сложения и вычитания:

m · a + m · b и m · a - m · b

При перестановке множителей — произведение не меняется.

Пример: 17 × 321 = 321 × 17.

Переместительное свойство умножения, может применяться, к произведениям, в которых более двух множителей.

Пример: 2 × 3 × 4 = 2 × 4 × 3 = 24

Сочетательное свойство умножения

Чтобы умножить произведение двух чисел на третье число, можно первое число умножить на произведение второго и третьего.

Пример: (6 × 25) × 4 = 6 × (25 × 4) = 6 × 100 = 600

Распределительное свойство умножения

Для умножения суммы двух чисел на число, можно каждое слагаемое умножить на это число и сложить получившиеся произведения.

Пример: (21 + 6) × 6 = 21 × 6 + 6 × 6 = 126 + 36 = 162

Для умножения разности двух чисел на число, можно умножить уменьшаемое и вычитаемое на это число и из первого произведения вычесть второе.

Читайте также: