中国数学史
凡算之法,先识其位。一纵十横,百立千僵,千十 相望,万百相当。满六以上,五在上方,六十积算, 五不单张。
2、古算特点: 讲求实用:为天文、经济、军事和文化需
要而产生并发展起来的。 机械化算法体系:计算为主,独创计算工
具“算筹”,促进了计算技术的发展,成为当 时世界最先进的数学成就。
构造性和可计算性。 著作形式。
术”,即按今有数据比例进行计算。
率:交换中等价物的数量 粟米之法:粟米五十,粝米三十,橰米二十 七…… 率即一组相关变量x1,……xn;x1’……xn’ 成立线性关系:xi’=kxi 则称每一个xi为一个率 今有术:所求数=(所有数×所求率)/所有率
例:(本章第一问) 今有粟一斗,欲为粝,问得几何? 答曰:为粝米六升
三、 《九章算术》
《九章算术》——集中了过去和当时的几乎全部数学 知识,以应用问题解法集成的题例编成,成书于公元 前1世纪前,是先秦至西汉中叶期间编篡。共246个问 题,分九章。
(一)方田章 讲平面图形的面积和边界的计算,还涉及分数及
其算法。
1、面积计算
方田术曰:广从步数相乘得积步 (“广”即“长”,“从”即 “宽”)
刘徽注:割之弥细,所失弥少,割之又割, 以至于不可割,则与圆合体而无所失也
见P79
2、分数理论
实如法而一,不满法者,以法命之 约分术曰:可半者半之,不可半者,由量
分母之数,以少减多,更相减损,求其 等也,以等数约之。 齐同术
刘徽注:凡母互乘谓之齐,群母相乘谓之 同,母同则子通
(二)粟米章 讲各种谷物之间的换算,主要用“今有
1、盖天说
西汉时期关于宇宙结构的学说。
给出四分历法(用润月调节四时气候的阴历 历法),一个回归年为365又1/4天。
2、分数运算
3、勾股定理
特例(西周初公元前11世纪):32+42=52 一般形式(公元前6~7世纪):勾2+股2=弦2 最早的证明 公元3世纪赵爽(三国时期)在注《周髀
算经》时作“弦图”证明,运用了“出入相补 原理”(割补法)进行证明
方体的体积或球的体积出发,求田亩的边长、 长方体的边长或球径长。因此有世界上最早的 多位数开方的法则。
(五)商功章:商即商量、度量之意,商功就是度量 土土石方等的方法。本章讲多种体积算法。
(六)均输章:讲合理运输的数学问题,还有行程、 抽税、按等级分物等问题,内容较复杂,涉及比例、 复比、等差级数等知识。
术曰:以所有数乘所求率为实,以所有率而法,实 如法而一。
注:“今有术”变形:所求数/所求率=所有数/所有 率 即四项比例算法,此法传到欧洲称:“黄金算法”。 所 有术是解决比例问题的基础理论,刘徽称“此 都术也”
(三)衰分章
衰(cui)即有递减之意。衰分是按一定比 率分配的意思。
(四)少广章 截多补少之意,本章讲由田亩的面积、 长
重要贡献:创用一套缩写符号,使用
了特殊的记号表示未知数 。
KrrM0
表示方程 x3-5x2+8x -1=0 不足:解题方法上缺乏一般性。
帕波斯(约公元300—350年),数学评注家, 著作《数学汇编》(是希腊数学的安魂曲)
其他数学家: 尼马可修斯(公元100年左右),《算术入
门》,数论著作,采用“筛法”寻找质数。 梅内劳斯——《球面论》 希帕蒂娅——第一位杰出的女数学家。被基
(七)盈不足章:讲用过剩(盈)与不足近似值逐步 逼近求解方程的根,称为“盈不足术”,又称试位法 或双设法。中世纪传入欧洲后称为“契丹算法”,现 称弦位法。
(八)方程章:讲线性方程组的消元法,同时还引进 了负数,两者长期在世界上是首屈一指的。
(九)句股章:即勾股,讨论用勾股定理解应用问题。
督教暴徒残杀。
二 《周髀算经》
(一)古代背景
1、背景:我国在公元前两千多年前(大禹时 期)进入奴隶社会,于公元前400多年左右 (战国时期)进入封建社会,以后有几段太平 盛世,形成超稳定社会结构。生产力发展较快, 数学研究也处于较高水平。在萌芽期,水平与 古埃及、巴比伦相当,春秋战国至魏晋南北朝 时期数学可与古希腊媲美,中世纪宋元时期则 发展为一枝独秀。
3、补弧定理
A
已知弧BC的弦为BC,圆心角为 ,
则( 的弦)2+[(1800-)的弦]2=AB2
相当于sin2+cos2=1
C
B
4、托勒玫定理:圆内接四边形两对角线长的 乘积等于两对边乘积之和。
5、差弧定理
B
C
当圆内接四边形一边为直径时,
已知AB,AC,则可求出BC
A
D
由托勒玫定理有
墓志铭:童年占一生的1/6,此后过了一生 的1/12开始长胡子,再过一生的1/7后结婚, 婚后5年生了个孩子,孩子活到父亲的一半 的年龄,孩子死后4年父亲也去世,问丢番 图活了多少岁?
主要代表作《算术》,以解不定方程而著 称。创用了一套缩写符号。
著名问题:将一个已知的平方数分为两个 平方数。(引出了费马大定理:xn+yn=zn 没有正整数解)
3、理论几何萌芽
《算经十书》——汉唐时期的数学 代表作。
《周髀算经》、《九章算术》、《海岛算经》、 《孙子算经》、《张丘建算经》、《缉古算 经》、《数术记遗》、《五曹算经》、《五经 算术》、《夏侯阳算经》
(二)《周髀算经》——中国古代数学著作中 最早的一部。以盖天说为中心的天文学著作, 有许多数学知识。如以文字叙述了勾股算法, 还有许多属于分数乘、除法的实际问题,演算 水平相当高。
圭田术曰:半广以乘正从 刘徽注:半广者,以盈补虚得圭田也
如图,CD为高,取AD、 BD中点E、F,则面积 Ⅰ﹦Ⅰ′,Ⅱ﹦Ⅱ′
HC
G
Ⅰ’ Ⅱ’
注:证明可推广到一 般三角术曰:并两邪以半者,以乘正从者广 刘徽注:并而半之者,以盈补虚也
如图,求直角梯形的面积
圆田术曰:半周乘半径者也
AC·BD=AB·CD+BC·AD 由补弧定理,AB已知,由BD可求; 同理可求CD,ADO为直径,故BC可求
结论:∠ADC和∠ ADB所对弦已知, 差角∠ BDC所对弦可求,即两角差的 三角函数公式
6、托还求出相当于今天的半角、倍角及求 和公式,根据这些定理制作出了弦表。
丢番图(公元246——330年),代数学的 鼻祖。