ഹരണത്തിന്റെ ബുദ്ധിമുട്ടു് (വര്‍ഗ്ഗമൂലത്തിന്റെയും)

ഗണിതം (Mathematics)

കല്ലേച്ചിയുടെ കണക്കിലെ നാലു ക്രിയകളില്‍ ഹരണം എന്ന ലേഖനമാണു് എന്നെ ഇതെഴുതാന്‍ പ്രേരിപ്പിച്ചതു്. ഇതു വായിക്കുന്നതിനു മുമ്പു് ദയവായി ആ ലേഖനം വായിക്കുക. പേരു ഭയപ്പെടുത്തുന്നതുപോലെ അതു് ഒരു ഗണിതലേഖനമല്ല.

സങ്കലനം (addition), വ്യവകലനം (subtraction), ഗുണനം (multiplication), ഹരണം (division) എന്നീ നാലു ക്രിയകളില്‍ ഹരണം ഏറ്റവും ബുദ്ധിമുട്ടു തന്നെയാണു്. (പ്രീഡിഗ്രിയ്ക്കു ഫസ്റ്റ് ഗ്രൂപ്പെടുത്തു പഠിച്ച കുട്ടികളില്‍ ഹരണം അറിയാത്തവരെ ഞാന്‍ കണ്ടിട്ടുണ്ടു്.) കാരണം, മറ്റു മൂന്നു ക്രിയകള്‍ക്കും വ്യക്തമായ വഴികളുണ്ടു്. പൂജ്യം മുതല്‍ ഒമ്പതു വരെയുള്ള സംഖ്യകളുടെ സങ്കലന(ഗുണന)പ്പട്ടികകള്‍ അറിയാമെങ്കില്‍ എത്ര വലിയ രണ്ടു സംഖ്യകളെയും തമ്മില്‍ കൂട്ടാം (ഗുണിക്കാം). ഒറ്റയുടെ സ്ഥാനത്തു നിന്നു തുടങ്ങുക. ഫലം ഒമ്പതില്‍ കൂടുതലാണെങ്കില്‍ അവസാനത്തെ അക്കം മാത്രമെഴുതി ബാക്കി “കാരി ഓവര്‍” ആയി അടുത്ത സ്ഥാനത്തു കൂട്ടുക. ലളിതം.

വ്യവകലനം അല്പം കൂടി ബുദ്ധിമുട്ടാണു്. താഴത്തെ അക്കം മുകളിലത്തെ അക്കത്തെക്കാള്‍ വലുതായാല്‍. പഠിച്ച രീതി ഏതാണെന്നതനുസരിച്ചു മുകളില്‍ നിന്നു കടമെടുക്കുകയോ താഴേയ്ക്കു കടം കൊടുക്കുകയോ ചെയ്തു് വ്യത്യാസം കാണണം. എങ്കിലും ഇതിനും ഹരണത്തിന്റെ അത്രയും ബുദ്ധിമുട്ടില്ല.

ഹരണത്തിന്റെ പ്രശ്നം അതില്‍ ചെലുത്തേണ്ട “എക്സ്ട്രാ ഇന്റലിജെന്‍സ്” ആണു്. ഉദാഹരണമായി 1300000-നെ 4 കൊണ്ടു ഹരിക്കാനാണു പ്രശ്നം എന്നിരിക്കട്ടേ.

  • ആദ്യം ഇടത്തുനിന്നു വായിച്ചിട്ടു് നാലിനെക്കാള്‍ വലിയ സംഖ്യ കണ്ടുപിടിക്കണം. അതായതു് 1 വിട്ടിട്ടു 13-നെ എടുക്കണം.
  • ഇനി, 13-നെ 4 കൊണ്ടു ഹരിക്കാന്‍ പട്ടികയൊന്നുമില്ല. മറിച്ചു്, 4-ന്റെ ഗുണനപ്പട്ടിക ചൊല്ലിനോക്കി എപ്പോഴാണു് ഒരെണ്ണം 13-ല്‍ കുറവോ തുല്യമോ ആകുകയും അടുത്തതു 13-ല്‍ കൂടുതല്‍ ആകുകയോ ചെയ്യുന്നതു് എന്നു കണ്ടുപിടിക്കണം: 4, 8, 12, 16 എന്നിങ്ങനെ. ഇതാണു ഹരണത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ പ്രശ്നം. ചെയ്തു പരിചയമുണ്ടെങ്കില്‍ ഇതു നേരേ തോന്നും; ഇല്ലെങ്കില്‍ പട്ടിക ചൊല്ലിയേ വഴിയുള്ളൂ. ഇതു മനസ്സിലാകാനും പരിശീലിക്കാനും നല്ല ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള കാര്യമാണു്.
  • ഇനി, 3 എന്നു കിട്ടിയാല്‍, അതിനെ 4 കൊണ്ടു ഗുണിച്ചു് 13-നു താഴെ എഴുതിയിട്ടു് ഒരു വ്യവകലനം വീണ്ടും. അതിനു ശേഷം ഓരോ അക്കം താഴെ ഇറക്കി ഈ ക്രിയ തന്നെ വീണ്ടും.

4-നു പകരം ഹരിക്കേണ്ട സംഖ്യ 463 ആയാല്‍ ഇതു വീണ്ടും സങ്കീര്‍ണ്ണമാകും. 1300-ല്‍ എത്ര 463 ഉണ്ടെന്നു കണ്ടുപിടിക്കണം. 463-ന്റെ പട്ടിക അറിയില്ല. 13-ല്‍ 4 മൂന്നു തവണ പോകുമെന്നറിയാം. 1300-ല്‍ 463 എത്ര തവണ പോകും? അറിയാന്‍ എളുപ്പവഴിയൊന്നുമില്ല. 3 കൊണ്ടും 2 കൊണ്ടും ഗുണിച്ചു നോക്കണം. പലപ്പോഴും ആദ്യത്തേതു ശരിയാവില്ല. തുടച്ചിട്ടു വീണ്ടുമെഴുതണം. പിന്നെ കുറയ്ക്കണം. കിട്ടുന്നതിനോടു് അടുത്ത സ്ഥാനങ്ങള്‍ ഇറക്കിയെഴുതണം. അപ്പോള്‍ അതിലും വലിയ ഒരു പ്രശ്നം കിട്ടും!

മുകളില്‍പ്പറഞ്ഞ രീതി മിക്ക കുട്ടികള്‍ക്കും ബുദ്ധിമുട്ടു തന്നെയാണു്. യാന്ത്രികമായി ചെയ്തുപോകാന്‍ പറ്റുന്ന ക്രിയകളൊക്കെ കുട്ടികള്‍ വേഗത്തില്‍ പഠിച്ചെടുക്കും. സങ്കലനവും ഗുണനവും കുറച്ചൊക്കെ വ്യവകലനവും അങ്ങനെയാണു്. കൂടുതല്‍ ഇന്റലിജെന്‍സ് ആവശ്യമായി വരുമ്പോഴാണു് ഇതു പ്രശ്നം.

മറ്റൊരു കാരണം ഹരണത്തില്‍ ബാക്കി മൂന്നു ക്രിയകളും ഉള്‍ക്കൊള്ളുന്നു എന്നതാണു്. ഹാരകം കൊണ്ടു ഹരണഫലത്തെ ഗുണിക്കണം (ആ ഗുണനത്തില്‍ സങ്കലനവും ആവശ്യമാണു്). പിന്നെ മുകളിലുള്ള സംഖ്യയില്‍ നിന്നു ഗുണനഫലം കുറയ്ക്കണം. അതായതു്, എല്ലാ ഗണിതക്രിയകളും കൂടാതെ അല്പം ഇന്റലിജെന്‍സും കൂടി വേണമെന്നര്‍ത്ഥം. ഹരണം ദുഷ്ക്കരമായതില്‍ അദ്ഭുതമില്ല!


ഹരണത്തിലും ബുദ്ധിമുട്ടാണു് വര്‍ഗ്ഗമൂലം(square root) കണ്ടുപിടിക്കല്‍. സ്കൂളുകളില്‍ അതിനു പുറകിലുള്ള തിയറി പറയാറില്ലെങ്കിലും

എന്ന സമവാക്യമുപയോഗിച്ചാണു വര്‍ഗ്ഗമൂലം കണ്ടുപിടിക്കുന്നതു്. വിശദീകരിക്കാം.

  • ആദ്യമായി, സംഖ്യയെ വലത്തുനിന്നു രണ്ടക്കങ്ങള്‍ വീതമുള്ള ഗണങ്ങളായി തിരിക്കണം. n അക്കങ്ങളുള്ള ഒരു സംഖ്യയുടെ വര്‍ഗ്ഗത്തിനു് അങ്ങേയറ്റം 2n അക്കങ്ങളുള്ളതുകൊണ്ടാണു് ഇങ്ങനെ ചെയ്യുന്നതു്.
  • എന്നിട്ടു് ഏറ്റവും ഇടത്തേ അറ്റത്തെ ഗണത്തിലെ സംഖ്യയെക്കാള്‍ ചെറിയ ഏറ്റവും വലിയ പൂര്‍ണ്ണവര്‍ഗ്ഗം കണ്ടുപിടിക്കണം. (ഹരണത്തിലെ ആദ്യത്തെ സ്റ്റെപ്പു പോലെ തന്നെ. ഇവിടെ 1×1, 2×2, 3×3,… എന്നിങ്ങനെയാണു നോക്കേണ്ടതു് എന്നു മാത്രം.) മുകളില്‍ കൊടുത്ത സമവാക്യത്തിലെ a (അല്ലെങ്കില്‍ അതിനെ 100, 10000 തുടങ്ങിയവയില്‍ ഒന്നു കൊണ്ടു ഹരിച്ച സംഖ്യ) കണ്ടുപിടിക്കുകയാണു് ഇവിടെച്ചെയ്യുന്നതു്.
  • അതു കണ്ടുപിടിച്ചാല്‍ മുകളിലും ഇടത്തുവശത്തും അതെഴുതി ഗുണിച്ചു കുറയ്ക്കണം. ഇപ്പോള്‍ നമ്മള്‍ a2 കുറച്ചു. ബാക്കി b(2a + b) ഉണ്ടു്.
  • ഇനിയുമാണു് ഏറ്റവും പണി. കിട്ടിയ ഫലത്തിന്റെ കൂടെ അടുത്ത രണ്ടക്കമുള്ള ഗണം ഇറക്കിയെഴുതണം. എന്നിട്ടു് ഹരണഫലത്തിന്റെ ഇരട്ടി (2a) ഇടത്തു വശത്തെഴുതണം. പിന്നെ b എന്ന സംഖ്യ കണ്ടുപിടിക്കണം-b(2a + b) എന്നതു ബാക്കിയെക്കാള്‍ കുറവാകുകയും bയ്ക്കു പകരം (b+1) എടുത്താല്‍ കൂടുതലാവുകയും ചെയ്യത്തക്ക വിധത്തിലുള്ള ഒരു b. ഇതു ഹരണഫലം കണ്ടുപിടിക്കുന്നതിലും ബുദ്ധിമുട്ടാണു്.
  • അതിലും ശിഷ്ടം വന്നാല്‍ ഇതുവരെ കണ്ടുപിടിച്ച വര്‍ഗ്ഗമൂലത്തെ a എന്നു കരുതുന്നു. ഇതേ രീതിയുപയോഗിച്ചു തുടര്‍ന്നു തുടര്‍ന്നു പോകും.

ഒരു രഹസ്യം പറയാം. ഈ രീതിയില്‍ വര്‍ഗ്ഗമൂലം കണ്ടുപിടിക്കാന്‍ മിക്ക എഞ്ചിനീയറിംഗ് വിദ്യാര്‍ത്ഥികള്‍ക്കും അറിയില്ല! കാല്‍ക്കുലേറ്ററില്ലാതെ വര്‍ഗ്ഗമൂലം കണ്ടുപിടിക്കാന്‍ പറയുന്നതു ബാലവേലനിയമപ്രകാരം ശിക്ഷാര്‍ഹമാണെന്നു നമ്മുടെ ആദിത്യന്‍ ഒരിക്കല്‍ പ്രസ്താവിച്ചിട്ടുണ്ടു്.

ഭാസ്കരാചാര്യരുടെ (ക്രി. പി. പന്ത്രണ്ടാം ശതകം) ലീലാവതിയില്‍ വര്‍ഗ്ഗമൂലം കണ്ടുപിടിക്കാനുള്ള ഈ രീതി സവിസ്തരം പറഞ്ഞിട്ടുണ്ടു്. ഇതു മാത്രമല്ല, ഘനമൂലം (cube root) കണ്ടുപിടിക്കാന്‍ ഇതു പോലെ തന്നെ

എന്ന സമവാക്യമുപയോഗിച്ചുള്ള ഒരു രീതിയും അതിലുണ്ടു്. ആര്‍ക്കെങ്കിലും അവ എങ്ങനെയെന്നു് അറിയണമെന്നു് ആഗ്രഹമുണ്ടെങ്കില്‍ വേറേ ഒരു പോസ്റ്റായി ഇടാം.


ഹരണം പഠിച്ചിരുന്ന കാലത്തു ബുദ്ധിമുട്ടായിരുന്നു എന്നു മങ്ങിയ ഒരു ഓര്‍മ്മയുണ്ടു്. പക്ഷേ അതിന്റെ ബുദ്ധിമുട്ടു വ്യക്തമായി മനസ്സിലാക്കിയതു പില്‍ക്കാലത്തു് C++-ല്‍ ഒരു multi-precision arithmetic class library എഴുതിയപ്പോഴാണു്. ബാക്കി മൂന്നു ക്രിയകളും വളരെ എളുപ്പം. ഹരണം ശരിയാക്കിയെടുക്കാന്‍ ഒരുപാടു ബുദ്ധിമുട്ടി.


[2006/08/09]: വര്‍ഗ്ഗമൂലം കാണാനുള്ള ഭാസ്കരാചാര്യരുടെ രീതി ആധുനികരീതിയില്‍ നിന്നു് വ്യത്യാസമുണ്ടു്. രണ്ടക്കം വീതം ഇറക്കിയെഴുതുന്നതിനു പകരം ഓരോ അക്കം ഇറക്കിയെഴുതി കിട്ടുന്ന മൂല്യങ്ങള്‍ വേറേ ഒരിടത്തെഴുതിവെച്ചിട്ടു് അവയില്‍ നിന്നു പിന്നീടു വര്‍ഗ്ഗമൂലം കണ്ടുപിടിക്കുന്ന രീതിയാണു് അദ്ദേഹത്തിന്റേതു്. ഘനമൂലവും അങ്ങനെ തന്നെ.

ആധുനികരീതി ഇതിനെക്കാള്‍ സരളമാണു്. വര്‍ഗ്ഗമൂലം കാണാനുള്ള വഴി ഇവിടെയും ഘനമൂലം കാണാനുള്ള വഴി ഇവിടെയും കാണാം.