Biderketa

Matematikan, biderketa da multzo bateko elementu-bikote bakoitzari multzoko beste elementu bat esleitzen dion eragiketa aritmetikoa,  ikurrez adierazi ohi dena3000 Hiztegian (Adorez 7. Bilbo. 1996.) bi terminoak agertzen dira. Euskalterm Terminologia Bankuak biderketa terminoa bakarrik hartzen du.. Biderketak hartzen dituen elementuak biderkagaiak edo faktoreak direla esaten da. Biderketaren emaitzari biderkadura deritzo.

Biderketa oinarrizkoena zenbaki arrunten artekoa da, eta batuketa errepikatutzat har daiteke; hau da, zenbaki bat beste zenbaki batek adierazitako adina aldiz bere buruarekin batzean datza.thumb|157x157px|Biderketa trukakorra da: 12 elementu 4 elementuko 3 lerrotan edo 3 elementuko 4 lerrotan bil daitezke, hau da, 3 × 4 = 12 = 4 × 3.
Adibidez, 3 eta 4 zenbakien arteko biderketa  idazten da, eta “3 bider 4” irakurtzen. Emaitza hiru aldiz 4 zenbakia batuz lortzen da:Hemen, 3 eta 4 biderkagaiak dira, eta 12 biderkadura da.    Zenbaki arrunten arteko biderketen propietate nagusietako bat trukakortasuna da. Hau da, aurreko adibidean, 4 aldiz 3 zenbakia batuta emaitza bera lortuko dugu:ezkerrera|thumb|133x133px|. Lau eta bost luzerako aldeak dituen laukizuzen handia 20 karratuk osatzen dute.
Oinarrizko definizio hori orokortuz, zenbaki osoen (zenbaki negatiboak barne), zenbaki arrazionalen (zatikiak) eta zenbaki errealen biderketa definitzen da.

Zenbakien biderkadura uler daiteke luzera horiek dituzten aldeek sortutako laukizuzen baten azalera moduan ere.

Biderketaren alderantzizko eragiketa zatiketa da. Adibidez, 4 bider 3 eginda 12 denez, 12 zati 3 eginez gero, 4 lortzen da. Bestela esanda, 3rekin biderkatzeak eta ondoren 3rekin zatitzeak jatorrizko zenbakia ematen du. 0 ez den zenbaki bat bere buruaz zatitzean, emaitza 1 da.

Zenbait kontzeptu matematikok biderketaren oinarrizko ideia orokortzen dute beste egitura batzuetan erabili ahal izateko. Esaterako, segideen, bektoreen, zenbaki konplexuen edo matrizeen arteko biderketa modu honetan definitzen dira.            

 Notazioa eta terminologia 
Aritmetikan, biderketa gurutze baten ikurraren bidez adieraz daiteke:

Beste notazio batzuk ere badaude biderketa adierazteko:

  biderketa-ikurra eta  aldagai komuna elkar ez nahasteko, biderketa puntu ikurraren bidez ere adierazten da:((Hamartarrak adierazteko koma erabiltzen duten herrialdeetan, puntua erabili ohi da biderketa adierazteko.)) 
 Aljebran, biderketa batean zenbait aldagaik parte hartzen badute, aldagaiak elkarren ondoan jarriz adierazten da biderketa (adib.,  idazten da   aldiz).
 Bektoreen arteko biderketan, bereizketa bat dago gurutzearen eta puntu-ikurraren artean. Gurutzearen ikurrak, orokorrean, biderketa bektoriala adierazten du, eta, horren ondorioz, bektore bat lortzen da emaitza gisa; puntuak, berriz, biderketa eskalarra adierazten du, eta, ondorioz, eskalar bat lortzen da.
 Programazio informatikoan, izartxoak (5*2) notazio arruntena izaten jarraitzen du. Izan ere, ordenagailu gehienak karaktere-multzo txikietara mugatzen ziren historikoki (ASCII eta EBCDIC, esaterako), eta ez zuten biderketa-zeinurik (adibidez, [beharrezko zitazioa]). Erabilera hori FORTRAN programazio-lengoaian sortu zen.

 Definizioak 

 Zenbaki arrunten biderkadura 
n eta m bi zenbaki arrunten biderketa honela adierazten da:Hori «m bere buruari batu n aldiz» esamoldea sinbolizatzeko modu bat besterik ez da. Ulermena erraztu dezake aurreko adierazpena zabaltzean:

 Zenbaki osoen biderkadura 
Zenbaki oso bat zero, positiboa edo negatiboa izan daiteke. Zeroren eta zenbaki oso baten arteko biderkadura zero da. Bi zenbaki oso ez-nuluren biderkaduraren balio absolutua haien balio absolutuen biderkadurak zehazten du. Biderkadura horren zeinua, berriz, honako arau honek adierazten du:

(Arau hau batuketaren gaineko biderketaren banaketa propietatearen ondorioa da.)

 Zatikien biderkadura 
Bi zatiki biderkatu daitezke zenbakitzaileak eta izendatzaileak biderkatuz: 

 Zenbaki konplexuen biderkadura 
Bi zenbaki konplexu honela biderka daitezke:Biderkadura honen esanahi geometrikoak zera islatzen du: magnitudeak biderkatu eta argumentuak gehitzea.
erdian|frameless|295x295px

 Erroketen biderkadura 
Biderkadura baten erroa biderkagaien erroen biderkadura da.

 Kalkulua 

 Biderketa-taula 
Biderketa-algoritmoek 0tik 10erako zenbakien arteko biderketak buruz jakitea eskatzen dute gehienetan. Oinarrizko biderketa horiek ikasteko erabiltzen da biderketa-taula:

×0123456789100000000000001012345678910202468101214161820303691215182124273040481216202428323640505101520253035404550606121824303642485460707142128354249566370808162432404856647280909182736455463728190100102030405060708090100
Biderketa-taulako emaitzak buruz jakitea ez da guztiz erraza, batez ere biderkatu beharreko zenbakiak  tartean badaude. Halere, eskuko hatzak erabiliz azkar egin daiteke kalkulua.

Adibidez,  egin behar bada, ezkerreko eskutik 5etik hasita 8 arteko atzamarrak ateratzen dira: 3 guztira. Eskuineko eskutik 5etik hasita 7 arteko atzamarrak ateratzen dira: 2 guztira. Jarraian, ateratako atzamar kopuruak batu  eta atera gabekoak biderkatu egiten dira . Amaitzeko, bi emaitzak batera jarriz biderkadura lortzen da .

Kalkulu-metodo honen azalpena biderketaren banatze propietatea erabiliz egin daiteke.  eta  bi eskuetan ateratako hatzak eta  eta  atera gabeko hatzak badira, hurrenez hurren:Halaber,  bitarteko zenbakiak biderkatzeko antzeko metodo bat erabil daiteke, baina oraingoan, emaitza lortzeko, ateratako hatzak bakarrik erabiltzen dira. Ateratako hatz kopuruen baturak 100 zenbakiari gehitu beharreko hamarrekoen kopurua adierazten du. Ateratako hatz kopuruen biderketak, berriz, gehitu beharreko unitateen kopurua adierazten du. Horrela  egiteko, 1 eta 2 hatz ateratzen da hurrenez hurren. 100era gehitu beharreko hamarkada kopurua  da. Gehitu beharreko unitateak  dira. Horrela:

 Biderketa-metodoak 
Edozein bi zenbaki eskuz biderkatzeko, bi biderkagaiak bata bestearen azpian jartzen dira, unitateen, hamarrekoen... zutabeak parean jarriz. Adibidez,  egin behar bada,

Biderketa-taula erabiliz, azpiko biderkagaiaren azken zifra (4) hartu eta lehenengo biderkagaiaren zifra guztiekin biderkatzen da, hamarrekoak hurrengo zutabera eramanez. Adibidez, azken bi zifrak biderkatuz,  lortzen da, eta hamarreko bat eraman behar da batugai moduan hurrengo eragiketarako: , 1 eramana izanik. Eta horrela lehenengo biderkagaiko zifra guztiekin bukatu arte :Bigarren biderkagaiko hurrengo zifrarekin (5) berdina egiten da, emaitzak aurreko emaitzen azpian jarriz, baina aldi berean emaitzak zutabe bat ezker aldera eramanez :

Eta berdina hurrengo zifrarekin :Azkenean, hiru lerroen batuketa egiten da, hutsuneak 0 moduan hartuz:Eta, beraz, .

 Konputazioa 
Arkatza eta papera erabiliz, zenbakiak biderkatzeko ohiko metodo askok goiko atalean agertzen den biderketa-taula behar dute. Beheko adibidean, biderketa luzea (algoritmo estandarra, eskola-mailako biderketa) ilustratzen da:
       23958233
 ×         5830
 ———————————————
       00000000 ( =      23.958.233 ×     0)
      71874699  ( =      23.958.233 ×    30)
    191665864   ( =      23.958.233 ×   800)
 + 119791165    ( =      23.958.233 × 5.000)
 ———————————————
   139676498390 ( = 139.676.498.390 )
Hainbat herrialdetan, Alemanian adibidez, goiko biderketa antzera irudikatzen da, baina jatorrizko produktua horizontalean mantenduz eta kalkulua biderkatzailearen lehen zifratik hasita: .
 ———————————————
    119791165
     191665864
       71874699
        00000000 
 ———————————————
    139676498390
Bestalde, zenbakiak hamartar pare bat baino gehiago baditu, eskuz biderkatzea aspergarria izan daiteke eta normalean akatsak egiten dira. Logaritmo arruntak halako kalkuluak errazteko asmatu ziren, logaritmoak gehitzea biderketaren baliokidea baita. Kalkulatzeko erregelak zenbakiak azkar biderkatzea ahalbidetu zuen hiru digituko zehaztasun maila arte. 

Azkenik, XX. mendearen hasieran, kalkulagailu mekanikoek, Marchant kalkulagailuek adibidez, 10 zifrako zenbakien biderketa automatizatu zuten. Ordenagailu eta kalkulagailu elektroniko modernoek eskuz biderkatzeko beharra asko murriztu dute.

 Algoritmo historikoak 
Biderkatzeko metodoak antzinako egiptoar, greziar, indiar eta txinatar zibilizazioen idatzietan dokumentatuta daude.

Ishango hezurrak, Kristo aurreko 18.000 eta 20.000 urte ingurukoa, biderketaren ezagutza iradoki dezake, baina hori espekulatiboa daPletser, Vladimir (2012-04-04). "Does the Ishango Bone Indicate Knowledge of the Base 12? An Interpretation of a Prehistoric Discovery, the First Mathematical Tool of Humankind". https://arxiv.org/abs/1204.1019..

 Egiptoarrak 
Zenbaki osoak eta zatikiak biderkatzeko egiptoarren metodoa, Rhind Matematika Papiroan dokumentatua dagoena, batuketa eta bikoizketa kontsekutiboen bitartez egiten zen. Adibidez, 13ren eta 21en produktua aurkitzeko, aurrena 21 hiru aldiz bikoiztu behar zen:  lortuz. Produktu osoa bikoizketaren sekuentzian aurkitutako termino egokiak gehituz aurki liteke:

 Babiloniarrak 
Babiloniarrek posizio-zenbaki sistema sexagesimala erabiltzen zuten, egungo sistema hamartarraren antzekoa. Beraz, babiloniarren biderketa eta sistema hamartar modernoaren biderketa oso antzekoak dira. 60 × 60 biderkadura ezberdin gogoratzea zaila zenez, Babiloniako matematikariek biderketa-taulak erabili zituzten. Taula horiek n zenbaki jakin baten lehen hogei multiploen (n, 2n, 3n, ..., 20n) eta 10n-ren multiplo batzuen (30n, 40n, 50n) zerrendaz osatuta zeuden. Ondoren, edozein produktu sexagesimal kalkulatzeko, demagun 53n, taulatik kalkulatutako 50n eta 3n batu behar dira.

 Txinatarrak 
K.a. 300 baino lehenagokoa den Zhoubi Suanjing testu matematikoan, eta Arte Matematikoari buruzko Bederatzi Kapituluetan, biderketen kalkulua hitzen bidez idatzi zen. Txinatarrek biderketa-taula hamartar bat erabiltzen zuten jada Erresuma Borrokalarien garaiaren amaieran (K.a. 221. urtean).

 Metodo modernoak 
Zenbaki-sistema hindu-arabiarrean oinarritutako biderketa metodo modernoa Brahmagupta indiar matematikariak (K.o. 590-670) deskribatu zuen lehen aldiz. Brahmaguptak batuketa, kenketa, biderketa eta zatiketa arauak eman zituen. 

Izan ere, Henry Burchard Finek (1858-1928), orduan Princeton Unibertsitateko matematika irakasleak, honako hau idatzi zuen:

Algoritmo aritmetiko hamartar horiek, IX. mendearen hasieran Al Khwarizmi-k sartu zituen herrialde arabiarretan eta, mendebaldeko munduan, Fibonaccik zabaldu zituen, XIII. mendean.

 Lauki-sare metodoa 
Lauki-sare metodoaren biderketa, edo kutxa metodoa, Ingalaterrako eta Galeseko lehen hezkuntzako eskoletan eta Estatu Batuetako zenbait eremutan erabiltzen da, zifra anitzeko biderketak nola funtzionatzen duen ulertzen laguntzeko. 34 zenbakia 13z biderkatzeko, adibidez, bi biderkagaiak deskonposatu (30+4, 10+3) eta ateratzen diren zenbaki guztiak lauki-sare batean jarriko lirateke
×304515020103004039012
Orduan, biderketa osoaren emaitza, emaitzen arteko  batura da.

 Algoritmo informatikoak 
n zifrako bi zenbaki biderkatzeko, metodo klasikoak n2 biderketa egiten ditu. Zenbaki handiak bidertzerakoan, konputazio-denbora nabarmen murrizteko, biderketa-algoritmoak diseinatu dira. Fourier-en transformatu diskretuan oinarritutako metodoek konplexutasun konputazionala O(n log n log log n)-ra murrizten dute. 

2016an, log n faktorea askoz motelago handitzen den funtzio batekin ordezkatu zen, nahiz eta oraindik konstantea ez den. 

2019ko martxoan, David Harvey-k eta Joris van der Hoeven-ek zenbaki osoen arteko biderketa-algoritmo bat azaltzen zuen lan bat aurkeztu zuten, hurrengo konplexutasun konputazionalarekin: O(n logn). Algoritmo hori, Fourier transformatu azkarrean oinarritua, asintotikoki optimoa dela uste daHartnett, Kevin (11 April 2019). "Mathematicians Discover the Perfect Way to Multiply". Quanta Magazine.. Hala ere, algoritmoa praktikan ez da oso erabilgarria, zenbaki oso handiak biderkatzean soilik bihurtzen baita besteak baino azkarragoa (21729^12 bit baino gehiago izatean baino ez).

 Biderketa-neurriak 
Magnitude bereko kantitateak soilik gehitu edo kendu daitezke; aldiz,magnitude desberdinetako kantitateak ezin dira gehitu ez kendu. Hala ere, magnitude desberdinetako kantitateak arazorik gabe biderkatu edo zatitu daitezke. Esate baterako, hiruna puxtarri dituzten lau poltsa daude: [4 poltsa] × [3 puxtarri poltsa bakoitzeko] = 12 puxtarri.

Bi neurketa elkarrekin biderkatzen direnean, haien biderkadura, neurketa-moten araberakoa izango da. Azterketa dimentsionalak ematen du teoria orokorra. Analisi hori fisikan aplikatu ohi da, baina finantzetan eta beste eremu batzuetan ere aplikatzen da.

Fisikan, adibidez, abiadura bider denbora egiteak distantzia ematen du. Adibidez:

50 kilometro orduko × 3 ordu = 150 kilometro.

Kasu horretan, ordu-unitateak ezeztatu egiten dira, eta biderketa kilometro-unitateekin uzten da bakarrik.

Unitateen biderketaren beste adibide batzuk:

2,5 metro × 4,5 metro = 11,25 metro karratu

11 metro/segundo × 9 segundo = 99 metro

4,5 pertsona etxebizitzako × 20 etxebizitza = 90 pertsona

 Segida baten elementuen biderkadura 

 Pi letra larriaren notazioa 
Segida baten elementuen biderkadura 𝚷 biderkaduraren sinboloarekin idatz daiteke. Notazio horren esanahia ondoko honetan ikusten da:

Idazkera horretan,  aldagaiak zenbaki oso bat adierazten du, biderketa-indize deritzona, eta azpiindizean adierazitako 1 balio txikienetik goi-indizeak emandako 4 balio goreneraino doa. Biderkadura lortzeko, biderketa-indizea azpi- eta goi-indizeen arteko zenbaki oso bakoitzarekin ordezkatu eta elementu guztiak biderkatu behar dira. Oro har, honela definitzen da notazioa:

non  eta  zenbaki osoak diren.

 denean, biderkaduraren balioa   balioa bera da;  bada,

biderkadura 1 balioa da, elementuen adierazpena edozein dela ere.

 Pi letra larriaren propietateak 
Definizioz,

Elementu guztiak berdinak badira,  elementuen biderkadura esponentziazioaren baliokidea da:

Biderketaren elkartasunaren eta trukakortasunaren ondorioz,

beteko da,

eta  zenbaki oso ez-negatiboa bada, edo  guztiak zenbaki erreal positiboak badira,

.

 Biderkadura infinituak 
Infinitu terminoko biderkadurak ere har daitezke; horiei produktu infinitu deritze. Notazio aldetik,  goi-indizean infinituaren  sinboloaz () ordeztean datza. Sekuentzia infinitu horren biderkadura lehenengo  gaien biderkaduraren limite gisa definitzen da,  borne gabe hazi ahala. Hau da,

.

Era berean, azpiindizean  infinitu negatiboagatik ordezkatu daiteke, hurrengoa definituz:

(hori egin ahal izateko bi limiteek existitu behar dute).

 Berreketa 

Berreketa bi zenbakiren, berrekizunaren eta berretzailearen, arteko eragiketa matematikoa da. Honela definitzen da a ber n berreketa, a berrekizuna edozein zenbaki eta n berretzailea zenbaki arrunta izanik:Adibidez, 2 ber 4: 

, non 2 berrekizuna eta 4 berretzailea den.

Berretzailea 1 zenbakia denean: 

.

Berretzailea 2 denean, berriz, karratu hitza erabil daiteke, ber bi ordez (adibidez, 42 lau karratu edo lau ber bi esan daiteke).

Berretzailea 3 denean, aldiz, kubo hitza erabil daiteke, ber hiru ordez (adibidez, 43 lau kubo edo lau ber hiru esan daiteke).

 Propietateak 
Zenbaki arrunt, oso, zatiki eta zenbaki erreal eta konplexuetarako, biderketak ezaugarri jakin batzuk ditu:

 Propietate trukakorra 
Biderkagaien ordenak ez dauka biderkaduran eraginik:

 Elkartze propietatea 
Hainbat biderketa jarraian egiterakoan, eragiketen ordenak ez du eraginik emaitzan:

 Banatze propietatea 
Zenbaki bat batuketa batekin biderkatzea, zenbaki hori batugai bakoitzarekin biderkatu eta biderkadura hauek batzearen baliokidea da.

 Elementu neutroa 
Biderketarekiko elementu neutroa 1 da, edozein zenbaki 1ekin biderkatzen badugu zenbaki bera lortzen baita.

 Zeroren propietatea 
Edozein zenbakiren eta zeroren arteko biderkadura 0 da.  

 Ezeztapena     
Zenbaki baten eta -1en arteko biderkadura, zenbaki horren batuketarekiko alderantzizkoa da.   non .

 Alderantzizko elementua   
Zenbaki guztiek, zerok izan ezik, biderketarekiko alderantzizkoa daukate, , 

  izanik.  

 Ordenaren kontserbazioa   
Zenbaki positibo baten biderketak ordena gordetzen du, hau da,  eta  badira, orduan .

Zenbaki negatibo batekin biderkatzeak,  berriz, ordena alderantzikatzen du, hots,

 eta  badira, orduan .

Zenbaki konplexuek ez dute batuketarekin eta biderketarekin bateragarria den ordenarik.

Biderketa-eragiketa bat duten beste sistema matematiko batzuek baliteke propietate horiek guztiak ez izatea. Adibidez, biderketa ez da matrizeentzako trukakorra.

 Eraztun trukakorrak 
Eraztun trukakorrek biderketa eragiketa dute.

 Kongruentzia klaseak 
 eraztunetan, kongruentzia klaseak biderkatu daitezke:

 Polinomio eraztunak 
Bi polinomioren arteko biderketa modu honetan definitzen da:non  .

 Biderketa aljebra linealean 
Produktu edo biderketa mota asko daude aljebra linealean. Hurrengo ataletan, gai horien ikuspegi orokor labur bat eskaintzen da.

 Biderketa eskalarra 
Bektore-aljebran, biderketa eskalarra bi bektoreren arteko eragiketa mota bat da, emaitza moduan eskalar bat ematen duena. Oro har,

  eta    bektoreak emanda,  ·  biderkadura eskalar  "sinpleena", hau da, estandarra, honela definitzen da:Biderketa eskalarretik abiatuta, norma definitu daiteke:

Ikuspuntu geometrikotik, biderkadura eskalarra bektore bat bere gain proiektaturiko beste bektore batekin biderkatzean datza:

 Biderketa bektoriala 
Biderketa bektoriala hiru dimentsioko bektore-espazio batean definitzen den eragiketa bitarra da. Bi bektore harturik, haiekiko norabide elkarzuta duen bektorea du emaitza.

Biderketa bektoriala determinante baten gisa ere adieraz daiteke:

Biderkaduraren modulua kalkulatzeko, biderkagaien moduluak eta bi bektoreen arteko angeluaren sinua biderkatzea nahikoa da:

 Matrizeen biderketa 
Bi matrizeren arteko biderketa definitu ahal izateko, lehenengo biderkagaia den matrizearen zutabe kopuruak bigarren biderkagaia den matrizearen errenkada kopuruarekin bat etorri behar du. Bi matrize emanik       eta    

beraien arteko biderketa honela definitzen da:

 Biderkadura kartesiarra 
Multzo teorian, biderketa kartesiarra hainbat multzoren artean egiten den eragiketari deritzo, eta honen emaitza multzo berri bat izango da, n-kote ordenatuez osaturikoa.Moschovakis, Yiannis (2006). Notes on set theory (2nd ed.). New York: Springer. p. 13. ISBN 0387316094.

Izan bitez  eta  bi multzo. Orduan,  eta -ren arteko biderkadura kartesiarra  izango da  bikote ordenatu guztiekin osaturiko multzoa,  eta  izanik. Hau da,  .

 Biderketa talde teorian 
Multzo askok, biderketa eragiketarekiko , talde egitura definitzen duten axiomak betetzen dituzte. Axioma horiek honakoak dira: itxitura, elkartze propietatea, elementu neutroa (edo identitatea) izatea eta elementu guztiek alderantzizkoa  izatea.

Adibide sinple bat zenbaki arrazional ez-nuluen multzoa da. Talde hauetan 1 zenbakia identitatea da biderketarekiko (batuketarekin sortutako taldeetan ez bezala, hauetan identitatea 0 baita). Ohar bedi arrazionalen multzoan zeroa baztertu behar dugula; izan ere, biderketan, zerok ez du alderantzizkorik, hau da, ez dago zenbakirik zeroz biderkatu eta 1 emaitza lortuko denik. Adibide hau, gainera, talde abeldar bat dugu; baina hau ez da beti horrela izaten.

Biderketarekiko talde egitura duen beste adibide bat gorputz baten gaineko dimentsio jakin bateko matrize karratu alderantzikagarrien multzoa da. Hemen, erraz egiazta daitezke multzoaren itxitura, elkarkortasuna, identitatearen existentzia (identitate-matrizea) eta elementu guztiek alderantzizkoa dutela. Hala ere, matrizearen biderketa ez da trukakorra, eta horrek erakusten du talde hori ez dela abeldarra.

Ohartu zenbaki osoek ez dutela talde bat osatzen biderketarekin, ezta zeroa baztertzen badugu ere. Erraz ikus daiteke hori, 1 eta -1 elementuek izan ezik, beste elementu guztiek ez baitute alderantzizko elementurik biderketarekiko (zenbaki osoen multzoan).

Talde teorian, biderketa puntu batez edo justaposizioa erabiliz adierazten da. Beraz, a elementua b elementuaz biderkatzea a·b edo ab idazten da. Talde bat multzo eta eragiketa bidez adierazten bada, puntua erabiltzen da. Adibidez, .

 Erreferentziak 

 Kanpo estekak 

Kategoria:Aritmetika
Kategoria:Operazio bitarrak