Ábaco Oriental/Técnicas Avanzadas/Métodos Especiales de Multiplicación

Introducción

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Como se expresó en el capítulo dedicado a la multiplicación tradicional, el número de formas posibles de realizar una multiplicación en el ábaco puede ser muy elevado, aunque sólo una pequeña fracción de ellas puedan ser fácilmente desarrolladas por un operador humano y podamos considerarlas prácticas. No obstante, el número de estas formas prácticas de efectuar la multiplicación sigue siendo importante y de ellas sólo hemos tratado dos en este libro: la multiplicación moderna y la tradicional.

Los métodos de multiplicación usados en el ábaco pueden ser de dos categorías:

  • Métodos Genéricos: permiten multiplicar dos números cualesquiera dados. Ejemplos: los dos vistos hasta ahora.
  • Métodos Especiales: sólo son aplicables bajo determinadas condiciones; por ejemplo, cuando el multiplicador es próximo a la unidad, o acaba en uno, etc.

En lo que sigue introduciremos algunos de estos métodos adicionales, pero estarémos lejos de agotar el tema. El lector puede acudir a las lecturas adicionales para descubrir nuevas variantes.

Multiplicación multifactorial

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Se presentan a continuación dos métodos generales (pueden usarse en todos los casos) para multiplicar números procesando las cifras del multiplicando de izquierda a derecha; lo cual es particularmente útil cuando se han de multiplicar varios factores (multifactorial) o cuando se busca un valor aproximado del producto (Véase el capítulo sobre operaciones abreviadas). Ejemplo: 37×47×65

Método 1

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Nota:
Procure siempre dejar suficiente espacio entre multiplicando y multiplicador; especialmente si va a multiplicar varios factores como es aquí el caso.
37×47×65, multiplicación multifactorial
Ábaco Comentario
ABCDEFGHIJKLMNO
47           37 Multiplicador en A-E, multiplicando en NO
          +12 Sumar 3×4 en LM
           +21 Borrar 3 (N), sumar 3×7 en MN
47         1417
           +28 Sumar 7×4 en MN
            +49 Borrar 7 (O), sumar 7×7 en NO
47         1739 Resultado en LO
65         1739 Ahora multiplicamos por 65 en HI
        +06 Sumar 1×6 en JK
         +05 Borrar 1 (L), sumar 1×5 en KL
65        65739
         +42 Sumar 7×6 en KL
          +35 Borrar 7 (M), sumar 7×5 en LM
65       110539
          +18 Sumar 3×6 en LM
           +15 Borrar 3 (M), sumar 3×5 en MN
65       112459
           +54 Sumar 9×6 en MN
            +45 Borrar 9 (O), sumar 9×5 en NO
65       113035 Resultado en I-O

Método 2

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En lugar de ir borrando las cifras del multiplicando para añadir el ultimo producto parcial que le corresponde, como hemos hecho arriba, podemos disminuir el multiplicador en una unidad y limitarnos a sumar sin borrar nada; por ejemplo: 37×47

37×47, multiplicación multifactorial (otra forma)
Ábaco Comentario
ABCDEFGHIJKLMNO
46           37 Multiplicador menos 1 en A-E, multiplicando en NO
          +12 Sumar 3×4 en LM
           +18 Sumar 3×6 en MN
46         1417
           +28 Sumar 7×4 en MN
            +42 Sumar 7×6 en NO
46         1739 Resultado en LO

Multiplicador terminado en 1

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Si uno de los factores acaba en uno podemos ahorrar algún trabajo empleando el método 1 de multiplicación multifactorial explicado arriba. Por ejemplo, 481×76; procederíamos del siguiente modo omitiendo el 1 final de 481:

481×76, multiplicación especial
Ábaco Comentario
ABCDEFGHI
48     76 Multiplicador, omitido el 1, en AB; multiplicando en HI
   +28 Sumar 7×4 en EF
    +56 Sumar 7×8 en FG
48  33676
    +24 Sumar 6×4 en FG
     +48 Sumar 6×8 en GH
48  36556 Resultado en E-I
Es decir:
  • No borramos los dígitos del multiplicando
  • No olvidamos que el multiplicador tiene un dígito más de los inscritos en el ábaco a la hora de decidir dónde sumar los productos parciales


Multiplicador que comienza con 1

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Del mismo modo, podemos ahorrar cierto trabajo cuando el multiplicador empieza por 1 si usamos la multiplicación tradicional y no borramos los dígitos del multiplicando. Por ejemplo, 175×73:

175×73
Ábaco Comentario
ABCDEFGHI
 75  73 No necesitamos el 1 en A
      +15 Sumar 3×5 en HI
     +21 Sumar 3×7 en GH
 75  7525
     +35 Sumar 7×5 en GH
    +49 Sumar 7×7 en FG
 75 12775 Resultado en E-I

a

Multiplicador ligeramente mayor que la unidad

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Aclaremos antes de empezar que por multiplicador ligeramente mayor que la unidad queremos decir que uno de los factores a multiplicar, el que señalamos como multiplicador, es de la forma:  , con   una cantidad pequeña positiva   y   cualquier entero. Es decir, que en el ejemplo que sigue, 1.03 podría ser igualmente 103, 10300 o 0.00000103 ya que el término   afecta sólo a la posición del punto decimal en el resultado y no a la secuencia de dígitos que se obtiene en la multiplicación.

Dicho lo anterior, consideremos la multiplicación: 7×1.03; podríamos realizarla usando el método moderno en la forma:

7×1.03, multiplicación moderna
Ábaco Comentario
ABCDEFGHIJKLM
103    7 Multiplicador en A-C, multiplicando en H
       +07 Sumar 7×1 en IJ
         +21 Sumar 7×3 en KL y borrar H
         721 Resultado en J-L

Como vemos, realizar esta multiplicación en el ábaco consiste en sumar los dos productos parciales 7×1=7 y 7×3=21 en determinados lugares del ábaco. No sería muy diferente usando la multiplicación tradicional:

7×1.03, multiplicación tradicional
Ábaco Comentario
ABCDEFGHIJKLM
103    7 Multiplicador en A-C, multiplicando en H
        +21 Sumar 7×3 en JK y borrar H
      +07 Sumar 7×1 en HI
        721 Resultado en I-K

Reparemos en que en ambos casos tenemos que inscribir un 7 en el ábaco como resultado de sumar el primer producto parcial y que también tenemos que borrar un 7 correspondiente al multiplicando. Claramente ahorraremos cierto tiempo y trabajo si evitamos esto; lo único que tenemos que hacer es considerar que el 7 ya inscrito (multiplicando) se transforma en el 7 (producto parcial) y lo que nos falta por hacer es simplemente añadir el otro producto parcial en el lugar correcto:

7×1.03, multiplicación especial
Ábaco Comentario
ABCDEFGHIJKLM
103    7 Multiplicador en A-C, multiplicando en H
       +21 Sumar 7×3 en JK y borrar H
       721 Resultado en H-J

Nótese que no se opera con el 1 del multiplicador, por lo que es habitual no inscribirlo en el ábaco para sólo tener a la vista los dígitos con los que tenemos que operar; es decir repitiendo el proceso anterior:

7×1.03, multiplicación especial
Ábaco Comentario
ABCDEFGHIJKLM
003    7 Multiplicador en A-C, multiplicando en H
       +21 Sumar 7×3 en JK
       721 Resultado en H-J

Podríamos haber inscrito el 3 en la columna A (como también podríamos prescindir de inscribirlo), pero es recomendable, al menos al principio, ponerlo en la manera indicada en la columna C ya que esa posición nos guiará acerca de en qué columna tenemos que añadir los productos parciales. Esto será mas claro en los casos que veremos a continuación.

El término   del multiplicador   no tiene que ser de un sólo dígito; por ejemplo 7×1.137 ( ):

7×1.137, multiplicación especial
Ábaco Comentario
ABCDEFGHIJKLM
 137   7 Multiplicador en A-D, multiplicando en H
      +07 Sumar 7×1 en HI
       +21 Sumar 7×3 en IJ
        +49 Sumar 7×7 en JK
       7959 Resultado en H-K
Nota
Como puede verse, los productos parciales se suman, respecto del multiplicando, una posición a la izquierda comparado con la multiplicación tradicional y dos comparado con la moderna. ¡Téngalo en cuenta a la hora de determinar la varilla o columna unidad!

Extendamos ahora este procedimiento a multiplicando de varios dígitos; por ejemplo:123×1.075=132.225, donde procederemos dígito a dígito del multiplicando y de derecha a izquierda:

123×1.075, multiplicación especial
Ábaco Comentario
ABCDEFGHIJKLM
  75   123 Multiplicador en A-D, multiplicando en H
         +21 Sumar 3x7 en KL
          +15 Sumar 3x5 en LM
  75   123225
        +14 Sumar 2x7 en JK
         +10 Sumar 2x5 en KL
  75   124725
       +07 Sumar 1x7 en IJ
        +05 Sumar 1x5 en JK
  75   132225 Resultado en H-M

Pero no nos engañemos, este no es un método general de multiplicación y podemos encontrarnos con dificultades; por ejemplo:394×1.075=423.550, en este caso se puede resolver fácilmente usando un ábaco tradicional 5+2 gracias a sus cuentas adicionales que nos permitirán hacer frente al desbordamiento:

394×1.075, multiplicación especial
Ábaco Comentario
ABCDEFGHIJKLM
  75   394 Multiplicador en A-D, multiplicando en H
         +28 Sumar 4x7 en KL
          +20 Sumar 4x5 en LM
  75   394300
        +63 Sumar 9x7 en JK
         +45 Sumar 9x5 en KL
  75   391050 ¡Desbordamiento!
       +63 Sumar 3x7 en IJ
        +45 Sumar 3x5 en JK
  75   313550 ¡Desbordamiento!
  75   423550 Resultado normalizado en H-M

pero este problema sería especialmente difícil en un ábaco moderno 4+1. Más aún, si   es grande, digamos de aproximadamente 0.2, las cosas son complicadas con cualquier tipo de ábaco; por lo que este método de multiplicación es limitado. No obstante supone una considerable simplificación en algunos casos y resulta especialmente indicado para tratar operaciones con pequeños porcentajes.

Multiplicador ligeramente menor que la unidad

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Al igual que en la sección anterior y por idéntico motivo, como multiplicador ligeramente menor que la unidad queremos decir que es de la forma:  , con   una cantidad pequeña positiva   y   cualquier entero.

Consideremos ahora la multiplicación:  ; podríamos realizarla usando el método moderno o tradicional, pero es más sencillo considerar  , de modo que al 7 ya puesto en el ábaco sólo tendremos que restarle el producto   en el lugar adecuado:

7×0.97, multiplicación especial
Ábaco Comentario
ABCDEFGHIJKLM
  3   7 Multiplicador en A-C, multiplicando en H
      -21 Restar 3×7 de EF
  3   679 Resultado en D-F
Nota:
En este tipo de multiplicación no perdamos de vista que la cantidad anotada en el ábaco como multiplicador (el 3 en C en el caso anterior) es una cantidad negativa. Esto es lo que justifica que restemos productos parciales en lugar de sumarlos.

Compárese el trabajo realizado con el necesario para realizar la multiplicación moderna o tradicional de 7×0.97. Otro ejemplo con multiplicando de varias cifras  :

999×999, multiplicación especial
Ábaco Comentario
ABCDEFGHIJKLM
   1   999 Multiplicador en A-C, multiplicando en H-J
          -09 Restar 9×1 de LM
         -09 Restar 9×1 de KL
        -09 Restar 9×1 de JK
   1   998001 Resultado en H-M

Obsérvese cómo hemos trabajado las cifras del multiplicando de derecha a izquierda.

Del mismo modo que la multiplicación del apartado anterior, el término   no está limitado a una cifra; por ejemplo:  :

7×0.987, multiplicación especial
Ábaco Comentario
ABCDEFGHIJKLM
  13   7 Multiplicador en A-D, multiplicando en H
       -07 Restar 7×1 de IJ
        -21 Restar 7×3 de JK
  13   6909 Resultado en H-K

En este caso tras restar 7×1 de IJ tenemos que memorizar la cifra 7 para continuar.

En el siguiente ejemplo, tanto multiplicando como multiplicador tienen más de un dígito:

37×0.987, multiplicación especial
Ábaco Comentario
ABCDEFGHIJKLM
  13  37 Multiplicador en A-D, multiplicando en H
       -09 Restar 7×1 de IJ
        -09 Restar 7×3 de JK
  13  36909
      -03 Restar 3×1 de IJ
       -09 Restar 3×3 de JK
  13  36519 Resultado en G-K

Obsérvese cómo hemos trabajado las cifras del multiplicando de derecha a izquierda y las del multiplicador de izquierda a derecha.

Multiplicación redondeando el multiplicador a potencia de 10

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El método anterior puede generalizarse en cierta forma cuando el multiplicador puede redondearse a una potencia de 10. Por ejemplo,   que puede escribirse:   y podemos hacer las dos multiplicaciones y restarlas en la misma operación:

37×27997, multiplicación especial
Ábaco Comentario
ABCDEFGHIJKLMNO
28  3  37 Multiplicador en A-E, multiplicando en HI
        +14 Sumar 7×2 en JK
         +56 Sumar 7×8 en KL
            -21 Restar 7×3 de NO
28  3  37195979
28  3  3 195979 Borrar 7 en I
       +06 Sumar 3×2 en IJ
        +24 Sumar 3×8 en JK
           -09 Restar 3×3 de MN
28  3  31035889
28  3   1035889 Borrar 3 en H, resultado en I-O
Nota:
28 en AB es positivo, 3 en E es negativo.

Como puede verse, el proceso indicado es mucho más breve que la multiplicación directa de  .

Elevación al cuadrado

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La potenciación es un ejercicio reiterado de multiplicación por el mismo factor. Así, por ejemplo,  , lo que significa que, desde el punto de vista del cálculo manual, se trata de una operación tediosa incluso con pequeños valores del exponente. En lo que sigue nos limitaremos a la elevación al cuadrado, operación que puede simplificarse algo con ayuda del binomio de Newton[1]:

 

Probablemente encontrará esto útil si se decide a extraer raíces cúbicas con el método de Newton.

Caso de numero de dos cifras

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Ejemplo:  

  por lo que tomaremos   y  ; por lo que  , lo cual puede llevarse al ábaco de dos formas distintas: trabajando de derecha a izquierda o de izquierda a derecha

Cuadrado de 48, de derecha a izquierda
Ábaco Comentario
ABCDEFGHI
48
      +64 Sumar 8^2=64 en HI
     +32 Sumar 8x4=32 en GH
     +32 Sumar 8x4=32 en GH una segunda vez
    +16 Sumar 4^2=16 en FG
48   2304 resultado en F-I
Nota:
No es necesario introducir la base 48 en el ábaco.
Cuadrado de 48, de izquierda a derecha
Ábaco Comentario
ABCDEFGHI
48
    +16 Sumar 4^2=16 en FG
     +32 Sumar 8x4=32 en GH
     +32 Sumar 8x4=32 en GH una segunda vez
      +64 Sumar 8^2=64 en HI
48   2304 resultado en F-I

Caso de numero de tres o más cifras

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Ejemplo:  

En este caso, para trabajar de derecha izquierda tomaremos:   y  ; lo cual exigirá la evaluación de   por el procedimiento anterior

Caption text
Ábaco Comentario
ABCDEFGHIJK
438
        +64 Sumar 8^2=64 en JK
       +24 Sumar 3x8=24 en IJ
       +24 Sumar 3x8=24 en IJ una segunda vez
      +32 Sumar 4^8=32 en HI
      +32 Sumar 4^8=32 en HI una segunda vez
438    6944 Ahora sumamos a^2=43^2 a partir de I
      +09 Sumar 3^2=09 en HI
     +12 Sumar 4x3=12 en GH
     +12 Sumar 4x3=12 en GH una segunda vez
    +16 Sumar 4^2=16 en FG
438  191844 Resultado en F-K


y para trabajar de izquierda a derecha:   y  ; lo cual exigirá la evaluación de   por el procedimiento del apartado anterior

438^2=191844, de izquierda a derecha
Ábaco Comentario
ABCDEFGHIJK
438
    +16 Sumar 4^2=16 en FG
     +12 Sumar 4x3=12 en GH
     +12 Sumar 4x3=12 en GH una segunda vez
      +32 Sumar 4^8=32 en HI
      +32 Sumar 4^8=32 en HI una segunda vez
438  1904 Ahora sumamos b^2=38^2 a partir de I
      +09 Sumar 3^2=09 en HI
       +24 Sumar 3x8=24 en IJ
       +24 Sumar 3x8=24 en IJ una segunda vez
        +64 Sumar 8^2=64 en JK
438  191844 Resultado en F-K

De la misma forma podemos trabajar con números con un número mayor de cifras; por ejemplo cinco, lo que exigiría calcular:

el cuadrado de un número de cuatro cifras,
lo que exigiría a su vez calcular el cuadrado de un número de tres cifras,
lo que exigiría a su vez calcular el cuadrado de un número de dos cifras,
...

Estos cuadrados deberá empezar a calcularlos dos columnas a la derecha del cuadrado anterior si trabaja de izquierda a derecha, a la izquierda si trabaja de derecha a izquierda.

Valores aproximados

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Hemos visto en los ejemplos anteriores que podemos elevar un número al cuadrado trabajando en cualquiera de las dos direcciones: de izquierda a derecha y de derecha a izquierda. En principio, ambas formas de trabajo son equivalentes e inicialmente deberíamos practicar las dos aunque al final nos acabemos decantando por la que nos resulte más fácil. Hay sin embargo una situación en la que la simetría de ambos procedimientos se rompe y sólo podremos seguir un camino: cuando deseemos conocer sólo una aproximación al cuadrado y queramos abreviar la operación, tendremos que trabajar de izquierda a derecha.

Un ejemplo de la situación descrita podría ser el siguiente. Deseamos calcular la raíz quinta de 2500 siguiendo el método de Newton. Imaginemos que ya hemos obtenido una aproximación de dos cifras (4.8) a dicha raíz y queremos mejorarla con una nueva iteración siguiendo   con   y  . Pero   tiene 7 cifras ( ) y no las necesitamos todas dado que si nuestra raíz actual tiene dos dígitos significativos no podemos esperar mas de cuatro en la nueva aproximación, por lo que conocer 4-5 cifras de   es suficiente y deseamos abreviar los cálculos en lo posible. supongamos que ya hemos obtenido   como ya hemos hecho arriba, entonces continuaríamos:

4.8^4, aproximado
Ábaco Comentario
ABCDEFGHIJK
2304
    +04 Sumar 2^2=04 en FG
     +06 Sumar 2x3=06 en GH
     +06 Sumar 2x3=06 en GH una segunda vez
       +08 Sumar 2x4=08 en IJ
       +08 Sumar 2x4=08 en IJ una segunda vez
2304  5216 Ahora sumamos b^2=304^2 a partir de I
      +09 Sumar 3^2=09 en HI
        +12 Sumar 3x4=12 en JK
        +12 Sumar 3x4=12 en JK una segunda vez
2304  53084 y podemos cortar aquí

Con lo que ya tenemos los primeros dígitos de   y podemos ahorrar algún trabajo. Esto sólo podemos lograrlo trabajando de izquierda a derecha.

Referencias

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  1. Hosking, Rosalie Joan (2018). «Elementary Soroban Arithmetic Techniques in Edo Period Japan» (PDF). Mathematical Association of America. Archivado desde el original, el 4 de Marzo de 2021.

Otras lecturas

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