前些日子,一位小學數(shù)學教師小陳特意找我討論一個數(shù)學問題:在整數(shù)除法中,余數(shù)是否一定要小于除數(shù)?眾所周知,余數(shù)小于除數(shù)是一條性質(zhì),我不覺得有什么必要再討論。小陳見我不解,就解釋說:“在純數(shù)學中,這個命題無疑正確,我是懷疑它在現(xiàn)實生活中的正確性?!蔽艺f:“數(shù)學源于生活,數(shù)學性質(zhì)與生活中的事例應該不會有矛盾?!毙£愡f給我一張紙,上面寫著一道題:“17個人去公園,打算租2條船游湖。但每條船只能乘坐6人,問還剩下幾人不能乘船?”接下來是兩道算式:
?。?)17÷6=2……5
?。?)17÷2=6……5
小陳說:“這道題可以用兩種方法求解,結(jié)果相同:都是還剩下5人,但余數(shù)和除數(shù)的關系卻不一樣。⑴式中的余數(shù)是5,的確小于除數(shù)6,而⑵式中的余數(shù)5卻大于除數(shù)2了。所以我認為,我們當教師的還不能把書教死,學生也不能把書讀死。就像余數(shù)要小于除數(shù)這條性質(zhì),在數(shù)學中完全正確,但在現(xiàn)實生活中卻未必正確?!?br/> 聽了小陳的這番話,我心中不覺一驚,感到問題已涉及數(shù)學之根本,必須將是非辯明。許多數(shù)學問題都是從現(xiàn)實生活中抽象出來的,數(shù)學的抽象性決定了數(shù)學應用的廣泛性,何以會在此處出紕漏?問題的癥結(jié)究竟在哪里?我又該怎樣來說服他?
思考片刻后,我理清了思路。我從案頭拿出《小學數(shù)學教師手冊》,翻開第34頁,讓小陳先復習一下有關概念和性質(zhì):
“如果正整數(shù)a除以正整數(shù)b,不能得到整數(shù)商,設a最多包含q個b,也就是說
bq<a<b(q+1),
那么整數(shù)q叫做不完全商,a與bq的差叫做余數(shù)。
即,被除數(shù)=除數(shù)×不完全商+余數(shù)。
或表示為a=bq+r (其中r=a-bq)”
這種除法稱為帶余除法或有余數(shù)的除法。如19÷2=9(余1)。顯然,在帶余除法中,有如下性質(zhì):
(1) 余數(shù)必須小于除數(shù),即r<b;
?。?) 不完全商與余數(shù)都是唯一的。
等小陳看完這段文字后,我說:“數(shù)學概念的定義是嚴格的,不能似是而非,不能有歧義。你的⑴式17÷6=2……5中的不完全商2與余數(shù)5是符合定義的,但⑵式17÷2=6……5中的6就不能稱為不完全商,5也不能稱為余數(shù)了。道理很簡單,因為17里面并非最多只包含6個2,而是最多包含8個2。在計算17÷2時,按照定義,不完全商應是8才對。算式應是:17÷2=8……1。其中余數(shù)是1。顯然并未違背余數(shù)小于除數(shù)這一性質(zhì)?!?br/> 小陳說:“您說的是純數(shù)學的式子,而這是生活情形,已限定每條船只坐6人,怎么能將6改成8呢?再說每條船坐8人,從安全性上考慮也欠妥呀!”
我笑著說:“我們是在討論怎樣算合理,又沒真的讓你安排每條船坐8人,扯不到安全性上去。數(shù)學有數(shù)學的規(guī)矩,一旦把生活中的問題抽象成了數(shù)學問題,就得按數(shù)學的規(guī)矩辦,不能討價還價。既然你把它抽象為除法問題,那只能列出17÷2=8……1來,如果列成17÷2=6……5,不僅違反了余數(shù)小于除數(shù)的性質(zhì),也不符合試商的法則?!?br/> 聽我這樣說,小陳也覺得有理:“看來,是我在抽象時出了錯,不該把這道生活中的問題抽象為除法問題來做?!?br/> 見小陳的認識已觸及問題的本質(zhì),我又趁勢作點補充:“這話就說到點子上了。你想,如果我們把這個乘船問題抽象成一個有余數(shù)的除法問題,就一定得按有余數(shù)的除法問題的運算法則算,17÷2按試商法則,不完全商只能是8,無論如何也不會是6。你之所以會寫6,是因為乘船問題中有每條船只能乘坐6人的條件。在這里,正是這個固定的條件和試商法則形成了矛盾?!?br/> 小陳一面點頭一面又問:“那為什么我的第⑴式又沒錯呢?”
我說:“讓我們來看看你的第(1)式:17÷6=2……5。式中的不完全商2也是這個乘船問題中的已知條件——打算租2條船。只不過與17÷6試商的結(jié)果碰巧一樣罷了。如果數(shù)據(jù)變了,矛盾就可能凸顯。譬如,把題中的17人改為19人,其他條件不變,按你原來的思路,就應列出19÷6=2……7。這時的余數(shù)7就比除數(shù)6大了呀!此時,相應的第(2)式為19÷2=6……7。余數(shù)7大于除數(shù)2,也不對,所以兩式都是錯的?!?br/> 發(fā)現(xiàn)小陳臉上的疑云盡褪,我覺得這次討論差不多可以結(jié)束了。就對他說:“在這道乘船問題中,既然船的條數(shù)和每條船限乘的人數(shù)均已固定,就不該用除法來解答。其實,這是一道兩步應用題,綜合算式為17-6×2,計算結(jié)果為5,表明還剩下5人不能乘船。多么簡單!”
小陳表示完全同意我的意見,并向我透露了一個小秘密:“我本打算以本題為例,撰寫一篇文章,說明數(shù)學結(jié)論有時會與現(xiàn)實生活中的問題矛盾。標題都擬好了,就叫做《在生活實際中,余數(shù)可以不小于除數(shù)》。好在向老師請教了一下,否則臉可丟大了。真如古人所說,聽君一席話,勝讀十年書?。 ?br/> 我緊握著小陳的手說:“問題不辯不明,你能發(fā)現(xiàn)問題并積極地思考問題,表現(xiàn)了青年人奮發(fā)進取的精神,值得大家學習。其實我也要感謝你,是你提供了一個研究的課題,逼我去思考,去研究。通過這次討論,我對有關問題的理解也更深刻了?!?br/> 聽我這樣說,小陳可高興了:“既然老師不煩我,那以后遇有疑難問題,我就還要來麻煩老師喲!”
“歡迎再次光臨!”我一面說,一面把小陳送到了門外。