Шрифт:
Чтобы найти «частное-11», проводим черту под нашим числом и ставим его «остаток-11» под разрядом единиц; затем вычитаем <обычным порядком>, ставя разность под следующей цифрой, и так далее. Конечное вычитание должно дать в остатке 0. Теперь отчеркнём наш «остаток-11» на правом конце нижней строки, и оставшееся будет «частным-11».
Примеры.
Эти новые Правила имеют ещё одно преимущество перед правилом подлинного деления, а именно что конечное вычитание обеспечивает нас критерием корректности результата: если оно не даёт в остатке 0, суммирование выполнено неверно, а если даёт, то либо суммирование выполнено верно, либо мы допустили две ошибки, — случай редкий.
Математикам не нужно и говорить, что правила, аналогичные вышеизложенным, с необходимостью будут действовать и для таких делителей, как 99, 101, 999, 1001 и т. д. Единственное видоизменение, которое необходимо будет внести — это разбить данное число на периоды по две или более цифр и обращаться с каждым таким периодом точно так же, как вышеизложенные правила требовали поступать с отдельными цифрами. Вот, для примера, целиком решение, требуемое для деления двух данных чисел на 999 и на 1001:
В первом из этих примеров число 2|437, написанное поверх, есть сумма по периодам. Поскольку она содержит 2 периода, поступаем с ней тем же образом, и итог, число 439, есть «остаток-999».
Во втором примере число 1|2269, написанное поверх, есть сумма первого и третьего периодов; число же 1383 есть сумма второго и четвёртого. Разность этих сумм равна 10886, чей «остаток-10001» равен 885 [5] .
§2. Делитель вида (h10n ± k), в котором по крайней мере одно из двух чисел, h и k, больше 1 [6]
5
В указанной статье для журнала «Nature» вместо этого примера Доджсоном дан другой; предваряемая фраза слегка изменена, вместо двух заключительных абзацев — один и иной. «Вот, для примера, целиком должное решение при делении некоторого данного числа из семнадцати цифр на 999 и на 1001:
Но такие делители не относятся к повсеместно используемым, и для целей школьного обучения пока не будет иметь смысла выходить за пределы правил деления на 9 и на 11. Чарльз Л. Доджсон. К. Ч., Оксфорд».
Существуют также гранки ещё одной работы, дословно совпадающей с данным параграфом настоящего фрагмента «Curiosa Mathematica, часть III», имеющей тот же заголовок, как и статья в журнале «Nature», но без первого и заключительного абзацев последней. Вместо этого, заключительного, абзаца гранки имеют следующее продолжение.
«Тот же самый принцип приложим к любому числу, соседствующему с кратным 10-ти, при условии что мы сможем выявить, не прибегая к делению, требуемый Остаток.
Например, 41 есть множитель числа 99999, так что мы можем найти «остаток-41», предварительно найдя «остаток-99999», а затем разделив его на 41. Затем мы можем продолжать в соответствии с «правилом-11», за исключением того, что каждую цифру в отделе частного нижней строки мы, когда используем её как вычитаемое, должны брать учетверённой. Мы начинаем с разбиения данного числа на периоды по пять разрядов, затем складываем эти периоды вместе и, в случае если их сумма будет содержать более чем пять цифр, поступаем с ней таким же образом. Следовательно, будет лучше сделать подсчёт общей суммы, — предварительно, над данным числом, и только его конечный результат, который есть истинный Остаток, поместить снизу.
Примеры:
На этом гранки заканчиваются; поясним последние решения. В первом примере число 147705 — это сумма всех пятиразрядных периодов данного числа 327501876522096411585; число 23 есть остаток от деления числа 47706 (то есть 47705 + 1) на 41. Далее, в соответствии с вышесказанным, первый пример решается так. От 5 мы 23 отнять не можем, но можем отнять от 25; это «2» для разряда десятков при цифре 5 занимаем из 8. 25 - 23 = 2, пишем эту цифру под 8, от которой, за вычетом заимствованной двойки, остаётся только 6. Теперь в нижней строке мы вошли в раздел частного, поэтому от фактической цифры 6 верхней строки отнимаем не эту цифру 2, но 8 (то есть 2 x 4). Чтобы вычесть 8 из 6, занимаем для 6 значение разряда десятков у 5; тогда 16 – 8 = 8, и эту цифру 8 мы пишем под цифрой 5. Далее, 8 x 4 = 32, которое мы должны вычесть уже из 34 (то есть 5 – 1 = 4, что дает значение разряда единиц в 34, да по три заимствованные единицы у 1, у следующей 1 и у следующей за ними 4 для разряда десятков в 34). Далее — аналогично.
Франсин Ф. Абель, исследовательница и издательница математических бумаг Чарльза Лютвиджа Доджсона, полагает, что указанный пассаж был исключён автором из печатного варианта настоящей работы, ориентированной на школьное обучение, как выходящий за рамки элементарного уровня.
6
Этот параграф также представляет собой расширенный вариант статьи под названием «Сокращённое деление в столбик. Короткий способ деления данного числа делителем вида h10n ± k, в котором по крайней мере одно из двух чисел, h и k, больше 1», написанной 21 декабря 1897 года. Нижеследующий текст предваряется в статье таким абзацем: «Моя предыдущая статья по этому вопросу, появившаяся в «Nature» за 14 октября 1897 года, касается только случая, когда h = 1 и k = 1. Статья вызвала появление от других корреспондентов «Nature» нескольких интересных писем, с которыми редактор любезно позволил мне ознакомиться. Одно, от мистера Альфреда Сэнга, ссылается на «Stenarithmie» монсеньора Л. Ришара как на содержащее моё Правило деления на 11. Правильно, книга монсеньора Ришара, не попадавшаяся мне ранее, содержит такое правило, однако автор упустил из виду, что проверочный критерий, предоставляемый данным Способом ради уверенности в конечном результате, это совершенно чёткий и определённый критерий. Автор говорит: «La derni`ere difference, ou cette difference augmont'ee de 1, 'egalera le chiffre de gauche du nombre propos'e <Последняя разность, либо таковая, увеличенная на единицу, равняется левой цифре заявленного числа>». Столь неопределённый критерий, как этот, был бы, разумеется, бесполезен. Однако та «difference <разность>», о которой он говорит, на деле является предпоследней; самая последняя всегда (как я показал в своей предыдущей работе) будет равняться нулю. Другой корреспондент, мистер Отто Зонне, утверждает, что мои Правила — как для 9, так и для 11, — можно отыскать в школьном учебнике мистера Адольфа Штеена, изданном в Копегагене в 1847 году. Так что, боюсь, мне придётся снять свои притязания, начиная от звания первооткрывателя этих правил и кончая славой первого, опубликовавшего сие по-английски».
Статья появилась в «Nature» (т. 57 от 20 января 1898 г., с. 269—271) спустя неделю после смерти автора, последовавшей 14 января. Она является предпоследней работой, отданной Доджсоном в печать.
Способ, к которому мы приступаем теперь, приложим к трём отличным случаям:
(1) когда h > 1, k = 1;
(2) когда h = 1, k > 1;
(3) когда h > 1, k > 1.
При определённых ограничениях в отношении величин h, k и n, этот Способ окажется более короткой и более надёжной процедурой, чем обычное деление столбиком. Ограничения эти таковы: ни h, ни k не должны превышать 12, и когда k > 1, n не должно быть меньше, чем 3; вне этих ограничений нашему Способу присущи трудности, которые делают предпочтительной обычную процедуру.
При данном Способе требуются две раздельные процедуры — одна предназначена для случаев, когда h > 1, другая же для случаев, когда k > 1. Первая из этих процедур была, я полагаю, впервые открыта мной, а вторая — моим племянником, мистером Бертрамом Дж. Коллингвудом, который сообщил мне свой Способ, пригодный для делителей вида 10n – k.
В нижеследующем изложении я заменяю «10» буквой t [7] .
7
Очевидно, поскольку это начальная буква слова ten ‘десять’.
Способ мистера Коллингвуда для делителей вида tn – k может быть изложен следующим образом:
«Чтобы разделить данное число на tn – k, отделяем в нём период из n цифр, начиная от разряда единиц, а затем записываем под ним увеличенное в k раз число, остающееся от первоначального при вычёркивании этого периода. Если это число содержит более чем n цифр, поступаем с ним тем же образом — и так далее, пока не будет достигнуто число, содержащее менее n цифр. Затем всё суммируем снизу доверху. Если последний период итога плюс увеличенная в k раз цифра, что была заимствована у него в процессе суммирования, будет меньше, чем наш делитель, то это и есть искомый остаток; оставшаяся часть итога есть искомое частное. Если этот [период] не меньше [делителя], то находим, какое количество раз он вмещает делитель, прибавляем это количество к частному и вычитаем это кратное делителя из остатка».
Например, чтобы разделить число 86781592485703152764092 на 9993 (то есть на t4 – 7), действуем так:
Этот новый Способ лучше всего прояснить, если начать со случая (3); легко будет видеть, какие изменения следует в нём произвести, когда дело перейдёт на случаи (1) и (2).
Правило для случая (3) и при знаке «–», может быть изложено так.
Разбить делимое, начиная с разряда единиц, на периоды по n цифр. При наличии с левой стороны избытка, меньшего, чем h, его не отграничивать, но отнести его и соседние n цифр к одному периоду.
Чтобы выстроить всю задачу, записываем делитель перед идущей за ним двойной вертикальной чертой, далее записываем делимое, разбитое на соответствующие периоды одинарными вертикальными чертами так, чтобы каждое пространство от черты до черты вмещало по n + 2 цифры. Под делимым проводим одинарную черту, а ещё ниже — двойную, оставив между ними пространство для внесения частного с расположением его разряда единиц под таковым предпоследнего периода делимого, а также остатка с расположением его разряда единиц под таковым последнего периода делимого. В этом пространстве и в пространстве ниже двойной черты проводим вертикальные черты, соответствующие таковым в делимом; а последнюю в верхнем пространстве делаем двойной, чтобы отделить частное от остатка.