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《九章算术》内容概述

时间:2023-11-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:《九章算术》采用问题集的形式,收集有246个与生产、生活实践紧密联系的应用问题,按不同内容列为9章,是为《九章算术》书名之由来。《九章算术》成书于宋代,实际上除了个别片段外,其基本内容应该完成于公元前200年或更早。《九章算术》标志着我国具有独特风格的数学体系的形成,成为我国古代数学发展史上的一座重要的里程碑。

《九章算术》内容概述

九章算术》采用问题集的形式,收集有246个与生产、生活实践紧密联系的应用问题,按不同内容列为9章,是为《九章算术》书名之由来。全书以方田、粟米、衰分、少广、商功、均输、盈不足、方程、勾股9个类型的实践应用性问题划分为9章。每道题有问(题目)、答(答案)和术(解题步骤和方法)。有的是一题一术,有的是多题一术,而有的则是一题多术。“术”实际上是可应用的算法,以算筹为工具,是布列算筹的算法。全书共计246个问题,共给出202个具体的算法——“术”。

公元前221年,秦始皇结束了长达5个多世纪兼并征战的局面,建立起我国第一个中央集权的国家,奖励耕织、兴修水利、重视冶炼、修筑长城。在生产的推动下,科学技术有了很大的发展。至西汉前期,生产、科学技术有了更进一步的发展。《九章算术》成书于宋代,实际上除了个别片段外,其基本内容应该完成于公元前200年或更早。由于秦朝的焚书,导致无一完整的数学书籍流传下来,但由于先秦和西汉生产、科技的发展,使之积累了大量的数学知识,后经西汉的张苍、耿秦昌将秦火残卷片和积累的数学知识收集、加工、删补整理编成《九章算术》。《九章算术》是从先秦“九数”发展来的,原书有插图,作者名氏不详。现传本无插图,书分9章,包括魏晋时期刘徽和唐时李淳风等的注释,北宋贾宪的细草,南宋杨辉的详解,是世界数学经典名著。《九章算术》的主要内容如下。

第一章:方田(土地测量,共38题)。主要讲各种形状的田亩面积的计算,同时系统地叙述了分数的加、减、乘、除的运算法则及分数的简化。其中重要的术是“割圆术”。

第二章:粟米(粮食交易,共46题)。专讲各种谷物之间的兑换问题。主要涉及比例运算问题,求第四比例项的算法,称之为“今有术”。

第三章:衰分(比例分配,共20题)。专讲分配比例算法问题。其中重要的术是“衰分术”。

第四章:少广(计算宽度等,共24题)。已知面积和体积,求其一边长和径长等,专讲开平方、开立方问题。其中重要的术是“开方术”,它开启了中国古代解一元高次方程的先河。

第五章:商功(土方工程计算,共28题)。专讲各种土木工程中提出的种种数学问题,主要是各种立体图形体积的计算。其中重要的术是“阳马术”,它开创了中国古代数学独特的证明方法。(www.xing528.com)

第六章:均输(公平的征税,共28题)。专讲如何按人口、路途远近等合理运输的问题,以及按等级分物的问题,合理摊派捐税徭役的计算问题(古时有“均输平准”政策——当时按各地区人口多少、路途远近、生产的粮食种类等缴纳实物或摊派徭役的计算方法),其中重要的术是“均输术”。

第七章:盈不足(过剩与不足,共20题)。介绍一种称为“盈不足术”的重要数学方法。问题涉及的内容多与商业有关。其中重要的术是“盈不足术”。

第八章:方程(列表计算法,共18题)。主要讲一次联立方程组的解法,即介绍利用线性方程组和增广矩阵求解线性方程的一种方法,其中又提出了正负数的概念及其加减运算法则。其中最重要的术是“方程术”,它相当于现在利用线性方程组的系数增广矩阵变换的方法。

第九章:勾股(直角三角形,共24题)。主要讲勾股定理的各种应用问题,还提出了一般二次方程的解法。其中重要的术是“勾股术”。

《九章算术》采用按类分章的形式成书,问题大都与当时的实际社会生活密切相关,使中国数学在解决实际问题的计算方面,大大胜过希腊的数学体系。《九章算术》标志着我国具有独特风格的数学体系的形成,成为我国古代数学发展史上的一座重要的里程碑。《九章算术》以其独特的数学体系与另一种风格的古希腊数学体系比肩并峙,交相辉映,都对世界数学的发展具有深远的影响。《九章算术》更以一系列“世界之最”的成就,反映出我国古代数学在秦汉时期已经取得世界领先发展的地位。

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