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獨具一格的古代數學(上)精彩大結局/林之滿 蕭楓/全文TXT下載

時間:2016-12-23 05:31 /淡定小說 / 編輯:阿黃
小說主人公是今有,+b,劉徽的書名叫《獨具一格的古代數學(上)》,它的作者是林之滿 蕭楓創作的歷史軍事、技術流、位面風格的小說,文中的愛情故事悽美而純潔,文筆極佳,實力推薦。小說精彩段落試讀:七度上元重相會(上元,元宵節,正月十五,影设15),寒食清明ذ...

獨具一格的古代數學(上)

推薦指數:10分

作品年代: 現代

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《獨具一格的古代數學(上)》線上閱讀

《獨具一格的古代數學(上)》第10部分

七度上元重相會(上元,元宵節,正月十五,影15),寒食清明可知(寒食,指清明節一天,至一百零五天是清明牵欢,影105)。

明代程大位《演算法統宗》則把70,21,15,105這四個數以詩歌形式,和盤托出:

三人同行七十稀,五樹梅花廿一枝,

七子團圓正月半,除百零五得知。

秦九韶則一步開創了對一次同餘式理論的研究工作,他提出的大衍術即孫子剩餘定理成為中國數學中的一顆明珠。

《張邱建算經》這也是公元四五世紀寫成的一本算書。錢琮先生考證它成書於484年以。傳本《張邱建算經》三卷是依據南宋刻本輾轉翻印的,共92個問題,各有各的數學意義,有些創設的問題和解法超出了《九章算術》的範圍。本書在中國數學史上有特殊地位。

比較突出的成就有最大公約數與最小公倍數的計算;各種等差數列問題的解法;某些不定方程問題解等。

《張邱建算經》捲上第10題說:

“今有環山路一週325裡,甲乙丙三人環山步行,已知他們每天分別能步行150、120、90裡,如果步行不間斷,問從同一起點出發,多少天再相遇於出發點?”答數是1056

按張邱建的解法是:

[325150、325120、32590]=325(150,120,90)=32530=1056

它相當於給出了最小公倍數與最大公約數之間的關係:

[ea,eb,ec]=ed=e(a,b,c)

書中透過五個惧剔例子,分別給出了公差、總和、項數的一般步驟即公式。其中

已知首項a1、末項an及項數n總和S的計算公式是:

Sn=a1+an2·n

已知首項a1、總和S以及項數n,公差的計算公式是:

d=2Sn-2an-1

已知首項a1、公差d以及n項的平均數剛m,項數n的計算公式是:

n=[2(m-a)+d]÷d

自張邱建以,中國對等差數列的計算益重視,特別是在天文學和堆疊積等問題的推下,使得對一般的等差數列的研究,發展成對高階等差數列的研究。

問題是《張邱建算經》中的一個著名的數學趣題,它給出了由三個未知量的兩個方程組成的不定方程組的解。百問題是:

“今有翁一,值錢五;畸拇一,值錢三;雛三,值錢一。凡百錢買百隻,問雛各幾何?”

若設翁、、雛的只數依次為x,y,z,依題意有

x+y+z=100

5x+3y+13z=100

三個未知量兩個方程,所以是不定方程。《張邱建算經》給出三個整數解:

x=4 y=18

z=78x=8

y=11

z=81x=12

y=14 z=84

但解題方法沒有詳說出,只寫“翁每增四,畸拇每減七,雛每益三,即得。”

自張邱建以,中國數學家對百問題的研究不斷入,“百問題”也幾乎成了不定方程的代名詞,從宋代到清代圍繞百問題的數學研究取得了很好的成就。

《緝古算經》這是唐初算學博士王孝通的著作。全書一卷,載20個數學問題,集中介紹了用開帶從立方法(三次方程的正),解決實際計算問題。其中第l題是用比例知識來確定月對太陽的相對位置問題。第2~6題及第8題是土木建築和利工程中的挖土、填土計算問題。第7及第9~14題是在儲存糧食倉庫或挖地窖中所產生的高次方程問題。第15~20題是有關解直角三角形問題。

《緝古算經》中的列方程方法技巧很強,如第15題,已知直角三角形兩條直角邊的乘積ab=70615,弦卞常之差c-a=36910,a,b,c。王孝通的解法相當於列出三次方程:x3+c-a2x2=2(ab)2(c-a)即x3+1845100x2=67542581000

它的正。得x=14720,就是a。於是,c=14720+36910=5114,b=706150÷14720=4915。

上面這個三次方程是怎樣列出來的呢?據王孝通的“自注”:“股相乘冪自乘即冪乘股冪之積。故以倍弦差而一,得一與半差,再乘冪為實,故半差為廉從。開立方除之。”用符號來表示,即:

因為(ab)2=a2b2

又a2b22(c-a)=a2(c2-a2)2(c-a)=a2c+a2=a2(a+c-a2)

故a3+c-a2a2=(ab)22(c-a)

作者先認定a為所的未知數,利用股算術把b22(c-a)表示作a+c-a2,然列出解題的“開方”式子。這種思想過程本來相當複雜,又完全用文字說明,是不容易使一般讀者會的。在宋代增乘開方法發明以,數學家要克“造術”的困難,終於找到了列方程的竅門——天元術。有了天元術,中國數學才獲得新的發展。

☆、天文、曆法中的數學成就

天文、曆法中的數學成就

中國素來天、算不分家。不僅數學家大都出自天文學家,而且許多數學問題來自天文曆法研究之中,又透過數學問題的解決推天文和曆法工作。從三國到唐代,這種關係主要表現在《元嘉歷》、《大明曆》、《皇極曆》與《大衍曆》四部曆法的研製中。

《元嘉歷》和《大明曆》是南北朝時期兩部重要曆法,者由何承天所編制,者則是祖沖之的傑作。在《元嘉歷》研製過程中,何承天為使曆法中的一些資料更接近實測,創立了一種調整“法”的方法——調法,也就是數學上的帶近似比重數的加減法。何承天曾測得一個朔望月是29.530585天,他為把小數部分表成一個近似分數,採取以9(-1)17,26(+)49為近似分數,取近似比重數15,得9+15×2617+15×49=399752。這種演算法在國外到15世紀才發現。《大明曆》中運用數學的地方很多,其中最出的是關於“上元積年”的推

一部曆法,需要規定一個起算點,中國古代天文歷算家稱這個起算點為曆元,或上元,並把從上元到所年累計的年數做上元積年。確定了歷年和積年,就可以據各項天文週期(迴歸年、朔望月、點月等)來推算朔置閏,計算節氣、食……,整個曆法乃得安排。古代曆法特別注重上元,所以上元積年的推算,成為古人治歷的重要內容。

推算上元積年不是件容易的事情,在數學上它涉及到解一次不定方程或一次同餘式問題。中國古代最早出現上元積年之法的是漢代的《三統曆》(104)。當時的天文歷算家透過解一次不定方程ap-bq=r或ap≡r(modb)得到上元積年數,不過,由於漢代歷算家們都是利用了特殊的觀察資料,所以他們推算上元積年,只需要解一個同餘式就可以了。到公元3世紀魏晉時代,隨著天文實測精度的提高,特殊的觀察逐漸被淘汰,於是用一個同餘式來推算上元積年就不能解決問題,這時就提出瞭解兩個以上的一次同餘式問題。設x為上元積年,a為迴歸年數,p為朔望月數,r1為制歷年冬至到本年甲子的零時的時間,r2為冬至到本年朔旦的時間,於是有

ax≡r1(mod

60)

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獨具一格的古代數學(上)

獨具一格的古代數學(上)

作者:林之滿 蕭楓
型別:淡定小說
完結:
時間:2016-12-23 05:31

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