设未知数建立二元方程 数学家李冶与天元术( 二 )



设未知数建立二元方程 数学家李冶与天元术

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测圆海镜
《测圆海镜》不仅保留了洞渊九容公式,即9种求直角三角形内切圆直径的方法,而且给出一批新的求圆径公式 。卷一的“识别杂记”阐明了圆城图式中各勾股形边长之间的关系以及它们与圆径的关系,共六百余条,每条可看作一个定理(或公式),这部分内容是对中国古代关于勾股容圆问题的总结 。后面各卷的习题,都可以在“识别杂记”的基础上以天元术为工具推导出来 。李冶总结出一套简明实用的天元术程序,并给出化分式方程为整式方程的方法 。他发明了负号和一套先进的小数记法,采用了从零到九的完整数码 。除O以外的数码古已有之,是筹式的反映 。但筹式中遇O空位,没有符号O 。从现存古算书来看,李冶的《测圆海镜》和秦九韶《数书九章》是较早使用O的,它们成书的时间相差不过一年 。《测圆海镜》重在列方程,对方程的解法涉及不多 。但书中用天元术导出许多高次方程(最高为六次),给出的根全部准确无误,可见李冶是掌握高次方程数值解法的 。
《测圆海镜》不仅是我国现存最早的一部天元术著作,而且在体例上也有创新 。全书基本上是一个演绎体系,卷一包含了解题所需的定义、定理、公式,后面各卷问题的解法均可在此基础上以天元术为工具推导出来 。李冶之前的算书,一般采取问题集的形式,各章(卷)内容大体上平列 。李冶以演绎法著书,这是中国数学史上的一个进步 。
《测圆海镜》的成书标志着天元术成熟,对后世有深远影响 。元代王恂、郭守敬在编《授时历》的过程中,曾用天元术求周天弧度 。不久,沙克什用天元术解决水利工程中的问题,收到良好效果 。元代大数学家朱世杰说:“以天元演之、明源活法,省功数倍 。”清代阮元说:“立天元者,自古算家之秘术;而海镜者,中土数学之宝书也 。”
【设未知数建立二元方程 数学家李冶与天元术】