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1701097642 (6)均输。刘徽说“以御远近劳费”,解决赋税中的合理负担问题,是更为复杂的衰分问题。后半章是各种算术难题。
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1701097644 (7)盈不足。刘徽说“以御隐杂互见”,解决盈亏类问题,并用盈不足术,通过两次假设解决一般数学问题,在世界数学史上影响巨大。
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1701097646 (8)方程。“方程”即现今线性方程组,刘徽说“以御错糅正负”。提出了世界上最早的“方程术”即线性方程组解法,“正负术”即正负数加减法则,以及列“方程”的方法“损益”法。
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1701097648 (9)勾股。刘徽说“以御高深广远”,提出了抽象的“勾股术”即勾股定理,给出了解勾股形的各种方法,提出了世界上最早的勾股数组通解公式,以及勾股容方、勾股容圆和一次测望问题。
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1701097650 以上这些成就中,分数四则运算法则,比例问题算法,盈不足术,开方术,方程术,正负术,损益法,解勾股形方法及勾股数组通解公式等在世界数学史上占有重要地位,超前其他文化传统几个世纪甚至上千年。下面仅谈勾股问题。
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1701097652 2.解勾股形
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1701097654 《九章算术》勾股章的内容相当丰富而重要。今以“持竿出户”问为例,以见一斑。此问是:
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1701097656 今有户不知高、广,竿不知长短。横之不出四尺,从之不出二尺,邪之适出。问:户高、广、邪各几何?
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1701097658 答曰:广六尺,高八尺,邪一丈。
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1701097660 术曰:从、横不出相乘,倍而开方除之。所得,加从不出,即户广;加横不出,即户高;两不出加之,得户邪。
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1701097662 刘徽认为门户的高、广、邪构成一个勾股形,这是已知勾弦差、股弦差求勾、股、弦的问题,如图2.2所示。《九章算术》的术文应用了公式:
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1701097670 刘徽记载了其推导方法。弦方c₂可以分解为股方b₂与一个面积为勾方a₂的折矩形,其宽为c-b,如图2.2(a)所示;亦可以分解为勾方a₂与一个面积为股方b₂的折矩形,其宽为c-a,如图2.2(b)所示。将其中一个旋转180°,叠合到另一个上,如图2.2(c)所示。考虑两折矩形,它们的面积之和是c₂,未填满弦方c₂中以a+b+c为边长的小正方形,却在两端长c-a,宽c-b的两矩形重合。因此,
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1701097680 便证明了上式。
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1701097682 此外,勾股章“引葭赴岸”问的术文应用了已知勾与股弦差求股、弦的公式。20世纪我国流传的中学数学读物中有所谓印度莲花问题,与这个问题相同,却晚出七八百年。数典不能忘祖,应该恢复这个趣味题的本来名称。“竹高折地”问的术文应用了已知勾与股弦和求股、弦的公式。1989年高考语文试卷的古文标点与翻译,就是这个题目。“户高多于广”问的术文应用了已知弦与勾股差求勾、股的公式。“甲乙同所立”与“甲乙俱出邑”二问在世界数学史上最早使用了勾股数组的通解公式:设(c+a):b=m:n,则
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1701097687 3.《九章算术》的缺点
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1701097689 我们在表彰《九章算术》的成就的同时,不能忽视它的缺点。
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1701097691 首先就是没有任何数学定义,也没有任何推导和证明。当然,这并不是说《九章算术》在提出这些算法时没有某种形式的推导。
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