珠算

用算盘展开的运算方法

珠算,指的是用算盘進行計算,一般特指用中式算盤进行計算。珠算领域對四則運算統整出了一套系統的計算規則,統稱珠算法則。其源於中國籌算,在東漢徐岳所著《數術記遺》記載上古十四種算法,珠算為其一。不過,當時尚無現在的算盤,是把算珠放於以凹槽為檔的板上作為算盤。

2013年,聯合國教科文組織將其列入人類非物質文化遺產代表作名錄[1]

術語编辑

珠算已發展成一系統,亦衍生出許多相關術語,為便於說明,參考國珠聯的《珠算統一用語表》略簡述之:

  • 算盤術語
    • 上珠
    • 下珠
  • 運珠相關
  • 算術術語
    • 加算:即加法計算。
      • 被加數:
      • 加數:
      • 的 c
    • 減算:即減法計算
      • 被減數:
      • 減數:
      • 差: 的 c
    • 乘算:即乘法計算
      • 實、被乘數:
      • 法、乘數:
      • 積: 的 c
    • 除算:即除法計算
      • 實、被除數:
      • 法、除數:
      • 商: 的 c
      • 餘: 的 d

運珠编辑

有兩種方式[2]

  1. 雙手撥珠,以中國為主,另有俄羅斯、哈薩克、南非、烏茲別克、土耳其、摩洛哥及中東的伊朗、沙烏地阿拉伯、阿聯酋、約旦、黎巴嫩等。
  2. 單手運珠,以台灣、日本、韓國為主,另有馬來西亞、新加坡、泰國、香港、美國、加拿大、巴西、澳洲等。
二五珠算盤

一般只用拇指食指中指拨珠(亦有极少数非常熟练的人五指全用),三个手指的基本分工是:

  • 拇指拨下珠向上靠梁。
  • 食指拨下珠向下离梁。
  • 中指拨上珠靠梁和离梁。
一四珠算盤

(或一五珠算盤):兩个手指的基本分工是:

  • 食指拨上珠向下靠梁。
  • 食指拨上珠向上离梁。
  • 拇指拨下珠向上靠梁。
  • 食指拨下珠向下离梁。
一五珠算盤

兩个手指的基本分工是:

  • 食指拨上珠向下靠梁。
  • 食指拨上珠向上离梁。應該是拇指
  • 拇指拨下珠向上靠梁。
  • 食指拨下珠向下离梁。


算法编辑

布数编辑

布数是指表現數字的算珠擺放方式。

0123456789

加算编辑

方法為同位值相加,逢十進一,計算時由又高位檔向低位檔依次相加。

(例)1937+284

置數

百位檔相加
十位檔相加
個位檔相加
口訣

可輔助學習,熟練後亦可不用。

加数不进位加进位加
直加满五加进十加破五进十加
一上一一下五去四一去九进一 
二上二二下五去三二去八进一 
三上三三下五去二三去七进一 
四上四四下五去一四去六进一 
五上五 五去五进一 
六上六 六去四进一六上一去五进一
七上七 七去三进一七上二去五进一
八上八 八去二进一八上三去五进一
九上九 九去一进一九上四去五进一

以 +3 為例:

  • 「三上三」是指「(若下珠夠加)直接上撥三顆」(=+3)。
  • 「三下五去二」是指「(若下珠不夠加,且沒有上珠),則撥下一顆上珠,去掉兩夥下珠」(=+5-2)。
  • 「三去七進一」是指「(若下珠不夠加,且有上珠),則去掉七,再高一位進一」(=+10-7)。

其中,「三下五去二」亦是成語中「三下五除二」的由來。

減算编辑

方法為同位值相減,不夠借位,計算時由高位檔向低位檔依次相減。

(例)2756-957

置數

百位檔相減
十位檔相減
個位檔相減
口诀

可輔助學習,熟練後亦可不用。

减数不退位减退位减
直减破五减退位减退十补五减
一去一一上四去五一退一还九 
二去二二上三去五二退一还八 
三去三三上二去五三退一还七 
四去四四上一去五四退一还六 
五去五 五退一还五 
六去六 六退一还四六退一还五去一
七去七 七退一还三七退一还五去二
八去八 八退一还二八退一还五去三
九去九 九退一还一九退一还五去四

以 -3 為例:

「三去三」是指「(若下珠夠減)直接撥去三顆」(=-3)。「三上二去五」是指「(若下珠不夠減,且有上珠),則撥去上珠,並加上二顆下珠」(=-5+2)。「三退一還七」是指「(若下珠不夠減,且沒有上珠),則更高一位減一,並加上七」(=-10+7)。

負數

遇到小數減大數時,可以用到一種技巧叫作懸珠來代表負數。懸珠是指將算珠移到不靠樑,也不靠框。其觀念同計算機中的二補數

乘算编辑

基本原則就是,將乘數分解為每分數,分別乘上被乘數後相加。如:要計算 32×97

更進一步分解,

計算時,不用考慮位值,則只需計算一位×一位,如:30×90 ,只需計算 3×9 ,再加至百位即可。如此,可以先將每個一位×一位的結果先計算出來,此即為乘法口诀——九九歌

而使用珠算計算時,因為數字都在盤面上,所以要考慮是否要將實(被乘數)、法(乘數)放置盤面上,放的位置(因計算結果會愈來愈長,可能會與原本被乘數、乘數放置的地方重疊而影響)、計算順序、如何定位等。而根據計算方法,主要有兩大類:

  • 看頭乘法被乘數、乘數放置盤面上
    • 看頭乘法,又稱見乘法乘法速算法
  • 破頭乘法被乘數、乘數不放置盤面上
    • 破頭乘法,又稱頭乘法
    • 破頭乘法別法,又稱新頭乘法,或稱隔位乘法

此外,另有一種技巧 湊倍乘法[3],古稱金蟬脫殻,又稱迭皮乘、加減乘法、變積乘法、倍數乘法、加乘法。可將乘法轉為加減算,從而不需要九九乘法。

其基本想法為:「因為將每個乘數分解成多個一位數,最多只有 9 種可能(0 不用計算)」,而這 9 種可能,都可以改為「×1×2×5的某種組合」如:被乘數×8 相當於 被乘數x(10-2)。而「×1×2×5」這三種運算是容易心算的。

看頭乘法
破頭乘法
新頭乘法

(例)32×97

32算「2」字2×90+2×7
算「3」字+30×90+30×7=3104
湊倍乘法

除算编辑

方法跟長除法類似,即逐位(由高位向低位)來決定適合的商。計算方式主要分兩步驟估商(或試商)和減積

計算方法有:商除法、歸除法、湊倍除法。

商除法编辑

約率為例。為簡單起見,先以兩個算盤(一個記錄商,一個記錄餘)說明之。

(例)

  • 第一位
置數

估商
估為
減積

( )

( )

( )

( )

( )

( )
  • 第二位


估商
估為
減積

( )

( )

( )

( )

( )

( )
  • 第三位


估商
估為
減積

( )

( )

( )

( )

( )

( )

得到


而實際在計算時,會使用一個算盤同時放置商數和餘數,就是分區放。要如何有效利用有限的檔位,又不影響計算,其規律就是夠除,隔位置商;不夠除,挨位置商

密率為例,說明完整的商除法。


為例

  • 第一位
置數

估商
估為 。夠除,隔位置商。
減積
"
"
"
  • 第二位
前次結果

估商
估為 。夠除,隔位置商。
減積
"
"
"
  • 第三位
前次結果

估商
估為 。夠除,隔位置商。
減積
"
"
"
  • 第四位
前次結果

估商
估為 。夠除,隔位置商。
減積
"
"
"
  • 第五位
前次結果

估商
估為 。夠除,隔位置商。
減積
"
"
"


  • 第六位。注意,這位是不夠除,挨位置商
前次結果

估商
估為 不夠除,挨位置商
減積
"
"
"
  • 第七位。
前次結果

估商
估為 。夠除,隔位置商。
減積
"
"
"

修正商

計算過程中,若發現所估的商過大,則要退商;若估商太小,則要補商

歸除法编辑

其基本想法是,將一些可能的除算先計算出結果,並將商與除數化作口訣,來加速計算除法。

除數為一位的稱為單歸法,除數為多位的,則為歸除法

九歸訣编辑

目前可知最早的記載為朱世傑所撰《算學啟蒙》卷上《歸除歌訣》:「一歸如一進、見一進成十;
二一添作五、逢二進成十、四進二十、六進三十、八進四十;
三一三十一、三二六十二、逢三進成十、六進二十、九進三十;
四一二十二、四二添作五、四三七十二、逢四進成十、八進二十;
五歸添一倍、逢五進成十;
六一下加四、六二三十二、六三添作五、六四六十四、六五八十二、逢六進成十;
七一下加三、七二下加六、七三四十二、七四五十五、七五七十一、七六八十四、逢七進成十;
八一下加二、八二下加四、八三下加六、八四添作五、八五六十二、八六七十四、八七八十六、逢八進成十;
九歸隨身下、逢九進成十

整個歌訣的作用為,「羅列所有被除數及除數的首數的可能,得出商數和餘數」。
三一三十一為例,第一個數字為三,是除數的首數為三,第二個數字為一,是被除數首數為一,數字雖為 1,但計算的是 。而三十一意指商為 3 ,餘為 1。同樣的,三二六十二是指 逢三進成十是指
有些語句是用下加幾來表示,是指商數不變(與被除數首數相同),餘數則為那個幾。以七二下加六為例, 五歸添一倍是指「用 5 去除一個數,相當於此數加倍」(如:

其中,部分口訣,也成了成語。如二一添作五意味兩者平分三一三十一意味三者平分

其他版本

也有幾種不同的版本,如簡化版:「
一歸如一進,見一進成十;
二一添作五,逢二進成十;
三一三十一,三二六十二,逢三進成十;
四一二十二,四二添作五,四三七十二,逢四進成十;
五歸添一倍,逢五進成十;
六一下加四,六二三十二,六三添作五,六四六十四,六五八十二,逢六進成十;
七一下加三,七二下加六,七三四十二,七四五十五,七五七十一,七六八十四,逢七進成十;
八一下加二,八二下加四,八三下加六,八四添作五,八五六十二,八六七十四,八七八十六,逢八進成十;
九歸隨身下,逢九進成十。

或者,改為更易理解的語句,如將「三一三十一」改為「三一三一」,「逢三進成十」改為「逢三進一」。如:「
一歸:逢一進一,逢二進二,逢三進三,逢四進四,逢五進五,逢六進六,逢七進七,逢八進八,逢九進九。
二歸:逢二進一,逢四進二,逢六進三,逢八進四,二一添作五。
三歸:逢三進一,逢六進二,逢九進三,三一三餘一,三二六餘二。
四歸:逢四進一,逢八進二,四二添作五,四一二餘二,四三七餘二。
五歸:逢五進一,五一倍作二,五二倍作四,五三倍作六,五四倍作八。
六歸:逢六進一,逢十二進二,六三添作五,六一下加四,六二三餘二,六四六餘四,六五八餘二。
七歸:逢七進一,逢十四進二,七一下加三,七二下加六,七三四餘二,七四五餘五,七五七餘一,七六八餘四。
八歸:逢八進一,八四添作五,八一下加二,八二下加四,八三下加六,八五六餘二,八六七餘四,八七八餘六。
九歸:逢九進一,九一下加一,九二下加二,九三下加三,九四下加四,九五下加五,九六下加六,九七下加七,九八下加八。

單歸法(除數為一位)编辑

約率為例。

(例)

七歸
置數七二下加六

商設為

下一檔

逢七進一

本檔

七一下加三

商設為

下一檔

七三四餘二

商設為

下一檔

" " " " "

歸除法(除數為多位)编辑

跟單歸法類似,也是借助九歸歌。可以理解成使用九歸歌來估商。

為例,可以先用 300 來估商,因此使用口訣中的三歸口訣。口訣已完成了 300 的減積(如「三一三餘一」中,餘一的部分已加入下一檔)。但 21 的部分仍未減積。因此歸除法區分兩個觀念:除數的首數稱為,除數的首數以外的數稱為。除數為 321 的話,稱作3歸21除,意味著用 3歸求商及其減積,再以 21 來完成乘下的減積

減積後,有可能發現的估商需要調整。若過小,需要增商,這部分口訣中已包含「逢 n 進為十」;若過大,則需退商,則有退商口訣

  • 一歸:無除起一下還一
  • 二歸:無除起一下還二
  • 三歸:無除起一下還三
  • 四歸:無除起一下還四
  • 五歸:無除起一下還五
  • 六歸:無除起一下還六
  • 七歸:無除起一下還七
  • 八歸:無除起一下還八
  • 九歸:無除起一下還九

這口訣有明顯規律:「無除起(也有作「退」)一下還 n」,無需特別記憶。


另外,也有可能發現在某些情況(即除數、被除數差不多大,卻又不夠除時)下,無法估商,則使用撞歸口訣

  • 一歸:見一無除撞九一
  • 二歸:見二無除撞九二
  • 三歸:見三無除撞九三
  • 四歸:見四無除撞九四
  • 五歸:見五無除撞九五
  • 六歸:見六無除撞九六
  • 七歸:見七無除撞九七
  • 八歸:見八無除撞九八
  • 九歸:見九無除撞九九

這口訣也有明顯規律:「見 n 無除撞(也有作「作」)九 n」,無需特別記憶。它的意思是,在「除數、被除數的首數同為 n,卻又不夠除,直接估商為 9,下一檔要 +n」時。當首數相同,卻又無法進 1 (代表 10),則估商就從 9 開始。減積後,需要在下一檔 +n 。


密率為例,因為除數為 ,故稱之為「一歸十三除」,相關口訣如下:

  • 九歸口訣:逢一進一,逢二進二,逢三進三,逢四進四,逢五進五,逢六進六,逢七進七,逢八進八,逢九進九。
  • 退商口訣:無除起一下還一。
  • 撞歸口訣:見一無除撞九一。

(例)

  • 第一位
一歸十三除
置數逢三進三

商為

以十三除減積

" " "
  • 第二位
一歸十三除
前次結果逢一進一

商為

以十三除減積

" " "
  • 第三位
一歸十三除
前次結果逢四進四

商為

以十三除減積

" " "
  • 第四位
一歸十三除
前次結果逢一進一

商為

以十三除減積

" " "
  • 第五位
一歸十三除
前次結果逢六進六

商為

以十三除減積

加回減積退商

無除起一下還一 商 ,下一檔

以十三除減積

" " " " " "
  • 第六位
一歸十三除
前次結果見一無除撞九一

商為 ,下一檔

以十三除減積

" " "
  • 第七位
一歸十三除
前次結果逢三進三

商為

以十三除減積

加回減積退商

無除起一下還一

,下一檔

以十三除減積

" " " " " "


湊倍除法编辑

或稱累減除法大扒皮,首見於《九章詳註比類算法大全》,是一種不用九九乘法而用累減的計算方式。

開平方编辑

開平方必須至少三副都是至少十三檔算盤, 一副是根, 一副是廉, 一副是隅

驗算编辑

還原驗算法

一、交換律

   加法算式:被加數+加數=和數   驗算公式:加數+被加數=和數   減法算式:被減數-減數=差數   驗算公式:被減數-差數=減數   乘法算式:被乘數*乘數=積   驗算公式:乘數*被乘數=積

二、逆運算

   加法算式:被加數+加數=和數   驗算公式:和數-加數=被加數  或  和數-被加數=加數   減法算式:被減數-減數=差數   驗算公式:差數+減數=被減數   乘法算式:被乘數*乘數=積   驗算公式:積/被乘數=乘數   除法算式:被除數/除數=商(及餘數)   驗算公式:(除數*商)+餘數=被除數

三、尾錯復尾

   只再計算最後幾位數一次
九餘數法

只能驗加法,減法,乘法和乘冪

範例一、 123+456=599

        123=1+2+3=6(mod 9)        456=4+5+6=6(mod 9)        599=5+9+9=5(mod 9)       因6+6=3(mod 9)不等於5(mod 9), 所以計算錯誤,正確答案是579

範例二、 123*456=68934

         123=1+2+3=6(mod 9)         456=4+5+6=6(mod 9)         68934=6+8+9+3+4=3(mod 9)       因6*6=0(mod 9)不等於3(mod 9), 所以計算錯誤, 正確答案是56088

範例三、 22*68*53=369780

         22=4(mod 9)         68=5(mod 9)         53=8(mod 9)         369780=3+6+9+7+8+0=6(mod 9)        因4*5*8=7(mod 9)不等於6(mod 9), 所以計算錯誤, 正確答案是79288

範例四、 23^4=367981

         23^4=(-4)^4=4(mod 9)         367981=34=7(mod 9)       因4(mod 9)不等於7(mod 9), 所以計算錯誤, 正確答案是279841
   九餘數法不能查到答案是換位錯誤(error of transposition)的問題, 例如計算岀567, 但正確答案是576便會顯示正確。勿過度倚賴九餘數法。         
九除法
十一除法
二除法

珠算競技编辑

珠算競技可分為珠算競技和心算競技兩大類,心算競技是運用珠算式心算技巧。

参考文献编辑

  1. ^ 中国珠算入选联合国教科文组织“人类非物质文化遗产代表作名录”座谈会在京举办. [2020-03-24]. (原始内容存档于2020-12-22). 
  2. ^ 廖正輝. 單手運珠與雙手撥珠的差異. 珠算全球資訊網. [2021-10-21]. (原始内容存档于2021-10-21). 
  3. ^ (算盘)珠算10:乘法2——凑倍乘法. 哗哩哗哩. [2021-10-21]. (原始内容存档于2021-10-21). 

外部链接编辑

參見编辑