老师从不解释的真相:为什么两个负数相乘,反而变正了?

小学没问题,小学引入负数时,没有负数的运算。
中学时,有负数的运算。
那么,在说到运算规则时,老师肯定告诉过你:“负负得正”。
(-1)×(-1)=1
-(-1)=1。
有的同学全盘接受,有的同学发出疑问:为何如此?
这个世界从不缺答案,缺好问题——有了好问题,才有好答案。
下面我试着给出一个好答案。
01
要搞明白‘负负得正’,咱们得先抓住负数的‘魂’
负数和正数,它们俩本质上是一对‘反义词’:代表的是生活中那些方向相反、意义相反的量。
其实,负数这个概念不是谁坐在屋里凭空想出来的,它是被现实生活“逼”出来的。
最早使用负数的,是我国西汉时期,记录在《九章算术》中。
当时咱们中国人将负数视为“欠”“亏”“支出”等基于现实的,与正数相反的数学表达。
如今,日常生活中,我们也经常遇到这样成对出现、方向完全相反的情形:
“收入”与“支出”;
你往前走5步和往后5步;
左边200米和右边200米。
❕ 该图片属于AI生成

收入可以记作5,支出呢?
盈利100元,亏损100元呢?
一开始人们用正数表示,也用正数的相减表示减少,慢慢地,这样的计算不够用了。
于是,为了把这些“反方向”、“不够的”、“欠着的”情况也用数学表示出来、让它们参与计算,人们就发明了负数。
我们以0为基准点,然后规定一个方向是“正”(比如收入、向上、向右),那么所有跟它反着来的方向,自然就得用“负”来表示(比如支出、向下、向左)。
所以,负数就像是正数的“镜像”搭档。
它们的大小可以一样(比如3和-3,离0的距离一样),但方向、意义完全相反。
有了这一对“反义词”,我们就能用数学来描述和计算生活中那些更复杂、有来有回的情况了。

02
理解负数的计算,收入和支出模型比较理想
引入负数,用收入和支出的模型、收益和欠债的模型是比较理想的。
理解负数计算也是如此。
(北师大版本的四下数学,引入了相反的量,海拔、东西、经营。)
贴近生活,好理解,意义相反,正好可以解释负数的运算。
比如,收入1000元是+1000,而负债1000是-1000,没有收入也没有负债是0。
像这样的记数,小学生会练习,考试题目中常有,有正数也有小数,还有分数。
还有基于数轴的表示数,以0为基准点,正数和负数在0两边铺开。

有了这些基础,到初中,正负数的运算,也好说了。
我们从收入和负债的角度来解释一下。
收入1,记为+1;
负债1,记为-1;
计算结余,1+(-1)=0。
负债和收入抵消了。
收入1,记为+1;
负债6,记为-6;
计算结余,1+(-6)=-5。
负债太多了,收入1得拿去还债,现在还了1个还剩5个没还,还记为-5.
收入5,记为+5;
负债2,记为-2;
计算结余,5+(-2)=3.
收入足以还上负债,然后还剩3个。

那么,5×(-5)=-25呢?
因为乘法是连续的加,5×(-5)你连续加了五次(-5),不是(-25)是什么呢?
也就是我向你借了5次钱,一次5元,现在我欠债25,记为-25.
那-5×(-5)=25呢?
这里的(-5)不能表示5次了,哪有负数表示次的?
这里的(-5)前面的负号,可以跟5×(-5)分开来看。
5×(-5)=-25表示我欠你25元。
现在前面加个负号,再表示一层相反的意思,就是我不欠你了。
所以,负负得正——把原来负的方向180转过来,就成了正的。
就像原来朝左,做个负号转变,掉转头往右了。

(-2)-(-3)=1,也是这个道理。
-(-3),-3在0左边,现在我们反转一下,到了3.
那么(-2)-(-3)=-2+3了。
5×【-(-5)】,原来的-5一反转到了5,于是原式=5×5。
还有复杂一点的除法:负数除以负数,比如(-6)÷(-6),也是得正的,为什么?
因为除以一个数等于乘以这个数的倒数!
(-6)的倒数是(-1/6),这又回到乘法上来了!
我们把-6÷(-6)变成-6×(-1/6),先计算6×(-1/6)=-1,再把-1做一下方向变化,于是-6÷(-6)=1

你看,从相反的量来引入负数,就好理解,也好做计算了。
负负得正,简单来说就是:
相反的量,添加一个负号,把负数原来的意义反过来了。
就像方向,本来在左边,现在反一下,到右边了。
这么给小学生解释不行,还是太抽象。
初中生如果要了解,可以多讲讲,知其所以然,才能做得更好。
其实,小学时期,在北师大版本的数学课本中,就有利用方向来示范负数,只是也只到这里了。
小学,在更难的奥数题目里,有关于负数的计算。

而到中学,负数计算已经是常态了。
不仅有负数的四则运算,到时候还会加上其他数,无理数,绝对值,分数……
而负号在这里不仅表示减,还表示相反数,相反的量。
到高中更复杂,还有向量的方向,到时候要特别留意方向与符号。
当学生理解了为何“负负为正”,我想他们的计算才更不容易出错。