古代的一些近似方法

数学来自生产实践,古代劳动人民在农业生产中所创造的近似計算公式,在今天有些还有它的实用意义。九章算术方田章內所举的圆面积求法,“又术曰:周自相乘十二而一”。这現在仍为我国农民所掌握的一种近似方法,这里是取π=3,九章算术注文内还提到可以“周自乘以七乘八十八而一”,卽取π=22/7。π=3,古代叫“周三径”,同样的还举出“方五斜七”和“正六面七”等容易記忆的辞句。“方五斜七”指正方形的边为5,則对角綫为7,这相当于2~(1/2)=7/5。“正六面七”指等边三角形的边是7,則高是6,这相当     

大衍求一术的一点改进

大衍求一术就是指的中国余数定理,或一般称为孙子定理。它出自我国古代一部数学著作“孙子算经”,其中“物不知其数”一个问题,原文是: “今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?”这个问题的算法,我国古代己经有了。十六世纪有个叫程大位的,用了四句诗来概括。这四句诗是: 三人同行七十稀, 五树梅花廿一枝; 七子团圆正月半, 除百零五便得知。这个问题的解法原则同近代数学中如表格计算,同余式计算,或是不定方程组求解都是一致的。不过,这些计算法对于使用电子计算机并不方     

代数数与超越数

从古至今,“数”的概念是逐漸扩充,逐漸认識的。例如,最早的人們由于生产力的低下而只有“一”、“二”及“多”三个概念。后来便由生产力进一步发展的需要而产生了“一”、“二”、“三”、“四”、……等正整数概念,并且有了文字符号的表达,其中比較流行的是經欧化了的阿拉伯字母所記載的写法“1”,“2”,“3”,“4”……等等。之后,由于負整数的引进而将0,±1,±2,±3,±4,……等所成的系統称为整数系統,每一个“数”叫‘整数”(負的、正的或零)。再进一步便由除法运算(除数不为零)产生了分数m/n(n(?)0),便有了所謂“有理数”的概念。进一步研究方程的根,例如象x~2-2=0的解,記成x=2~(1/2),便是一个非有理数的“数”,称为“无理数”。人們还从方程x~2+1=0的求解过程中引进了“虛数”i=-1~(1/2)(i~2=-1),并以实数a与b出发所作的一个新数a+bi称为“复数”。复数包括了实数(无理的及有理的),而实数包含了有理数,它又包含了整数(正的、負的及零)。这一个过程便是“数”的概念的扩张过程的具体情形。     

《算学宝鉴》的母本是《九章算术》

《九章算术》是我国古代流传下来的一部数学巨著,它指导着我国数学的发展达两千余年之久,是总结了我国秦汉以来的数学成就,用246道与生产实践有密切关系的问题,并有答有术的形式,构成了中国数学的“机械化”体系,它不同于西方以欧几里得几何为代表的“公理化”体系。《九章算术》与《几何源     

运用抽象度分析法进行高三数学复习的尝试

我国著名数学家徐利治教授在他的专著《数学抽象方法和抽象度分析法》中提出了“弱抽象”和“强抽象”的概念 .数学概念的弱抽象又称“扩张式抽象” ,即从原型中选取某一特征加以抽象 ,从而获得比原结构更广的结构 ,使原结构成为后者的特例 .我认为 ,数学概念的弱抽象对指导高三数学复习能起到举一反三 ,启迪创新的作用 .弱抽象法则的基本依据是“特征分离概括化原则”或简称“特征概括原则” ,它的运用包括下列步骤 :先将一个结构内容较丰富的原型进行分析 ,把其中某个或某类特性分离出来 ,用形式化的数学语言把它表述出来 ,然后通过概括原…     

《算学宝鉴》的母本是《九章算术》

《九章算术》是我国古代流传下来的一部数学巨著，它指导着我国数学的发展达两千余年之久，是总结了我国秦汉以来的数学成就，用246道与生产实践有密切关系的问题，并有答有术的形式，构成了中国数学的“机械化”体系，它不同于西方以欧几里得几何为代表的“公理化”体系。《九章算术》与《几何源本》是数学史上的两大传世名著，都曾对数学的历史发展做出了巨大的贡献，是现代数学的两大源泉。     

我国古代求最大公约数的又一法——“辗转相除法”

本人在(文[1]2010年2月下期《中学生数学》第20页)中曾介绍我国古代《九章算术》第一章分数约分中的求分子,分母最大公约数的"以少减多"的方法及原理,其实我国古代还有一种叫"辗转相除法"的求两数最大公约数     

介紹我国第一部三角学——“大測”

明朝万曆十年(1582年),意大利教士利瑪竇(Metteo Ricci 1552—1610)来华,将西欧学术輸入我国。此后,又有教士邓玉函(Jean Terrenz 1576—1630,瑞士人)、湯若望(Johann Adam Schall von Bell1591—1666,德国人)等,于秦昌元年(1620年)携西书七千部而来。我国著名科学家徐光启(1562—1633)与教士共同研討,东土西学,漸見发揚。由邓玉函譔、湯若望訂,并由徐光启督修之“大測”于崇禎四年(1631年)正月二十八日呈进后,列入“崇禎曆书”,是为我国第一部三角学。“大测”一书在那时是如何修成的?三百年来,論者极少;今經笔者查核,它除引用欧几里得(Euclid)的     

古代算学家刘徽的极限观念

割圆术如所周知,是关于圆周率计算问题的讨论.该术载于“九章算术”第1章方田第32问之后.在我国古代,有一个较长的时期,认为圆周长和直径长之比是“周3径1”.即认为π=3,圆面积等于圆径平方的3/4,这当然是不正确的.我们知道:合于“周3径1”的不是圆周长,而是圆的内接正6边形的周长.刘徽指出了这个错误,并提出了他自己的计算方法--割圆术.他的方法就是:从已知的圆内接正多边形每边的长,用勾股弦定理求出内接边数加一倍的正多边形的边长.他从内接正6边形做起,依法求得正     

刘徽与《九章算术》

刘徽,是我国公元三世纪一位杰出的数学家,可以说是我国古代数学理论的建树者和奠基人。他在学习前人科研成果的基础上,对于如割圆术,齐同术、阳马术、方程术、正负术、勾股术、重差术等等,都有突出的成就,大数学家祖冲之(公元429-500年)和我国后世的许多著名数学家的研究成果,许多都是在他的基础上完成的。他还用逻辑推理的方法,对许多重要的数学理论问题进行了科学的论证,这在中国数学发展史上是空前的。他的数学研究工作,为我国数学理论的形成和发展,打下了坚实的理论基础,以致逐步形成了具有我国古代传统特色的完整的数学体系。这些对我国后世数学的发展,也有很大影响,在世界数学发展史上,也占有重要的地位。刘徽的生平事迹和籍贯,史书上记载得很少。只知道他在魏陈留王景元四年(公元263年)为我国古代     

《周髀算经》与赵爽的《勾股方圆图注》

现行初级中学课本《几何》第一册设有“勾股定理”一节,勾股定理是众所周知的,它通常又叫“商高定理”。为什么有这个名称呢?课本上有这样的叙述:“在我国古代;一部数学书《周髀算经》中有用边长为3、4、5的直角三角形来进行测量的记载,并把直角三角形的两直角边分别叫做勾和股,斜边叫做弦”。这就是“勾股定理”名称的由来。《周髀算经》是我国古代最古的一部数学书,这     

用"更相减损术"求最大公因式

“更相减损术”是我国古代数学中求二整数最大公因数的方法 .古典名著《九章算术》卷一在谈到分数分子分母约去公因数有“置分母子之数 ,以少减多 ,更相减损求其等也 .以等数约之 .”这里的“等数”就是所说分母分子的最大公因数 .所谓“更相减损求其等”就是置两个整数 ,以少减多 ,反复相减 ,直到二数相等就得到它们的最大公因数 .例如 ,求 91 ,49的最大公因数(91 ,49) .我们有(91 ,49) =(91 -49,49) =(4 2 ,49)=(4 2 ,7) =…… =(7,7) =7刘徽说 :“其所以相减者 ,皆等数之重叠 .”数91 ,49都是等数 7的重叠 .对于初学者来说 ,“更相减损求…     

給“數学教學”編者的信

在第30版■吉西略夫的代數教科書中的第57頁上,所叙述的雙曲線定義,能够把學生引入迷路,就是:“函數y=k/x的圖象稱為雙曲線。當k與x為正值時,雙曲線在第一象限,但當k為負而x為正時,它再第四象限,當變數x為負值時,即得雙曲線的另一枝,當k>0它在第三象限,但當k<0它在第二象限。”把參數與自變數的值在一句話中混淆起來,無論就科學的或是教學法的觀點來說,都是不允許的,這樣只能使學生糊塗。教本中的這個地方應該如下地叙述: “函數y=k/x的圖象稱為雙曲線。首先假定k為正,於是當x的值為正時,對應的y值也為正,而我們得到雙曲線的點在第一象限內,當x的值為負時,雙曲線的點在第三象限內。由於對於x=0的值,任何y的值都不能與之對應,所以在縱軸上沒有雙曲線的點;因此整個曲線分成兩枝,一枝在第一象限而另一枝在第三象限。     

千古绝技“割圆术”(续)

本文是文[1]的续篇,进一步阐述“割圆术”的思维模式对现代演化数学研究的启迪意义。全文的结论是,无论是数学成就还是数学才能,刘徽都应当与“古代数学之神”阿基米德并列。     

珠算“更相减损术”在数学教学中的应用

正珠算"更相减损术"就是大数减小数求最大公约数的方法。现行《普通高中数学课程标准(实验稿)》提出了"通过阅读中国古代数学中的算法案例,体会中国古代数学对世界数学发展的贡献"的要求,将算法作为高中数学新课改的必修内容,更相减损术就是其中的一种算法,出现在人民教育出版社的《普通高中课程标准试验教科书数学必修3》教材中。更相减损术是我国早     

复刊辞

《数学进展》于1955年创刊,出了四卷十六期后,从1959年起改为不定期的“数学进展丛书”,但一本也没出,实际上是停刊。1962年复刊,1966年改季刊为双月刊,共出了四卷半、十九期,因“文化大革命”开始再次停刊。现在又复刊了。前两次出刊期间,在当时党的正确科学方针领导下,由于原编辑委员会的积极努力以及全国数学工作者的大力支持,取得了很好的成绩。至于两次停刊,都不是由于刊物本身的原因。这次复刊,是在粉粹林彪、“四人帮”两个反革命集团之后,在批判极左路线、恢复党的“实事求是”的优良传统、为实现我国四个现代化的新长征途中,根据我国数学科学发展的现实需要而产生     

刘徽弧田术及其进展

我国古代求弧田(弓形田)面积S的方法(旧术)是: “以弦(b)乘矢(h),矢又自乘,并之,二而一”,即 S=1/2(bh+h~2),載在《九章算术》方田章。刘徽指出:(a)弓形作半圓时,依上式計算面积,“失之于少”;(b)若不滿半圓者,益复疏闊。批評正确,无待辞費。刘徽批判了旧术:提出了新术——刘徽弧田术。如图:于所給弓形內以弦为底作等腰三角形,于所得的各較小弓形內又作等腰三角形,这样继续續作下去;再由一系列的弦b,b_1,b_2,…和相当的矢h,h_1,h_2,…分别求各等腰三角形的面积,并依次把它們加起来,所得的結果就逐漸逼近于所求的弓形面积。这就是刘徽所示:“割之又割,使至极細,但举弦矢相乘之数,则必近密率矣”。用算式表之:     

中学数学课程中的数学史拾零

在中学数学教学中,结合教学内容适当地给学生介绍点数学史知识,或者利用黑板报选登一些这方面的资料,对培养学生辩证唯物主义和历史唯物主义观点,了解所学知识的历史演变过程和发展规律,培养民族自尊心、自信心,激发民族自豪感,提高学习兴趣是有益的,对学好基础知识也是有帮助的。培根说得好,学史使人明智。在中学阶段尽管我们不能把数学史作为一门课程来专门研究,但于适当章节介绍点片段,也是办得到的。笔者拟根据中学数学教学内容,编选这点资料供教学时参考。一、“数学”名称的来由“数学”在我国古代叫“算术”或“算学”。古代“算”这个字有三种写法:、或“算”在     

紀念刘徽注“九章算术”1700周年(263—1963)

刘徽是我国第三世紀时数学家。从現存数学典籍来看,他最早成功地运用演繹推理解决了一系列数学問題。在刘徽之前,我国数学知識很多还是只通过直接度量、观察、实驗等实践提出了一些数学規律。那时的认識比較片面和表面,因此所得到的結論就难免比較粗糙,甚至发生謬誤。“九章算术”就是秦汉五百年間陆續完成的数学著作,一度曾經秦火焚毁,汉时又为张蒼、耿寿昌等重新編写,其中仍多經驗公式。“晉书律曆志”記:“魏景元四年(263)刘徽注‘九章’。”刘徽为“九章算术”全面注释并給图解,使“九章算术”容易学习,而且在注释中刘徽并不迷信古人,增补了自己的創見,又訂正了原书的謬誤,使“九章算术”的科学性提高了一步。刘徽在注“九章”时,除了在数学理論上有貢献外,还很重視理論联系实际。現存測量計算书“海島算經”可能就是刘徽在注释勾股章时所发揮的一本著作。刘徽注“九章”的工作实际上是对原有数学資料的去粗存精的总結工作。刘徽在注释“九章”中表現的治学精神和研究成果对后世都有很大影响。下面提出他的主要貢献。 1.圓周率。在交通运輸、制造、量度等生产活动中最先接触到的几何图形是方和圓,而圓周率是这些生产活动中必須解决的問題。“九章算术”圓周率取     

儒法斗争与我国古代数学的发展

<正> “数学是从人的需要中产生的.”我国的古代数学正是随着农业和手工业发展的需要产生和发展起来的.早在在春秋战国时代,我国劳动人民在实践活动中就已掌握直角三角形三条边存在的“勾三、股四、弦五”的关系;在公元五世纪,就领先西洋一千多年求得了有七位小数的圆周率的值.劳动人民在生产实践中创造了很多生动活泼的数学形式,如春秋战国时广泛流传的“九九歌”;十三、十四世纪,我国民间以歌诀形式出现的数学简捷算法;十五世纪左右又发明了算盘……,这一切都说明了数学是劳动人民生产斗争知识的结晶.在我国历史上曾出现过许多平民数学家,北宋时期天文数学家卫朴就是一例.“卑贱者最聪明!高贵者最愚蠢”,劳动人民在创造物质财富的同时创造了精神财富,他们是数学知识的真正主人.