古代數(shù)學(xué)發(fā)展的高峰
這時(shí)期涌現(xiàn)了一批杰出的數(shù)學(xué)家。其中,以秦九韶(公元1202—1261年)、李冶(公元1192—1279年)、楊輝(約13世紀(jì)中葉人)、朱世杰(約13世紀(jì)末14世紀(jì)初人)最為著名,被稱為宋元數(shù)學(xué)四大家。他們的突出成就,有如下幾方面:
高次方程的數(shù)值解法11世紀(jì)時(shí),數(shù)學(xué)家賈憲創(chuàng)立了解高次方程的新法“開方作法本源圖”,利用圖中三角形各個(gè)數(shù)值,可以求得各高次方展開式的各項(xiàng)系數(shù)。后來朱世杰把它推廣應(yīng)用至八次方。在歐洲,這個(gè)方法直到16世紀(jì)才由德國人阿皮納斯得出,而法國人巴斯加在17世紀(jì)也得到這個(gè)結(jié)果,并被歐洲數(shù)學(xué)家稱為“巴斯加三角”。至秦九韶更把這個(gè)方法推廣成為任意高次方程的數(shù)值解法,比歐洲人的同樣結(jié)果早600多年。
天元術(shù)和四元術(shù)所謂天元術(shù)就是解決一元高次方程式列方程的問題,“元”代表未知數(shù),相當(dāng)于現(xiàn)代數(shù)學(xué)中的x。四元術(shù)則是把一元擴(kuò)展到四元,即四個(gè)未知數(shù)的高次方程組。其解法應(yīng)用的是消元法,與現(xiàn)在代數(shù)學(xué)中的解法一致。在這方面朱世杰作出了重大的貢獻(xiàn)。歐洲直到18世紀(jì)方有人對多元高次方程組的消元法進(jìn)行論述。
高階等差級數(shù)楊輝繼承和發(fā)展了沈括的隙積術(shù),郭守敬在《授時(shí)歷》中應(yīng)用這個(gè)方法計(jì)算日月五星的運(yùn)行。同時(shí),朱世杰創(chuàng)立了高次招差的一般公式,后來牛頓得到的公式與此完全一致。
大衍求一術(shù)這是中國古代求解聯(lián)立一次同余式方法的發(fā)展。聯(lián)立一次同余式問題,最早見于《孫子算經(jīng)》(成書于四五世紀(jì)),也就是有名的孫子問題:“今有物不知其數(shù),三三數(shù)之剩二,五五數(shù)之剩三,七七數(shù)之剩二,問物幾何”,“答曰,二十三”。這個(gè)問題頗有猜謎的趣味,并且它的解法也很巧妙,流傳到后世,有“秦王暗點(diǎn)兵”、“剪管術(shù)”、“鬼谷算”、“韓信點(diǎn)兵”等名稱,成為文娛活動(dòng)的一個(gè)節(jié)目。這個(gè)問題的解法,要用到求一次同余式的共同解。秦九韶把這一解法推廣到解決各種數(shù)學(xué)問題中去,其中的數(shù)據(jù)不單是三、五、七等簡單數(shù)據(jù),可以是整數(shù)、分?jǐn)?shù)、小數(shù),并系統(tǒng)地提出了一般的計(jì)算步驟。500年后,歐洲著名數(shù)學(xué)家尤拉和高斯才對這類問題進(jìn)行深入研究。
從上面所介紹的幾方面成就,即可看到我國宋元時(shí)數(shù)學(xué)水平所達(dá)到的程度,以及在世界數(shù)學(xué)史中所占的地位。
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