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     

九章算術方程術校勘记

十一世紀以前的九章算術經過轉輾傳鈔,錯誤與脫落的字很多,宋元豐中,秘書省刻算經十書時,雖然曾經請李籍等“鉤校”過,誤文奪字還是不能避免,後來的刻本與抄本,非但不能改善,而且因為籌算失傳,九章術文難以瞭解,文字的混亂現象比以前更厲害了,我們研究數學史的,若不通過校勘工作,決不能發掘古代數學的真意,現在通行板本的九章算術都是孔氏微波榭本的翻印本,是經過戴震校勘過的,但是戴震沒有做好他的工作,在有些地方,他自作聰明地硬把原本不錯的文字改掉,後來的讀者很容易給他蒙蔽而引起誤會,在九章算術方程章裏,消去一未知量項是用“直除”法的,劉徽注解釋“直除”法的應用也很清楚,戴震用明朝數學書(例如程大位算法統宗等)中所提倡互乘相消法去改寫劉徽注原文,犯了重大的錯誤,幸虧我們還有楊輝詳解九章演算法、永樂大典本與毛氏汲古閣影宋抄本九章算術作為依據,可以糾正他的錯誤。方程章第一問術文劉徽注,依據楊輝詳解九章演算法引與永樂大典本,都說:“先令右行上禾乘中行為齊同之意,為齊同者,謂中行直減右行也,從簡易,雖不言齊同,以齊同之意觀之,其義     

“方程”二字的来历

方程二字是我国古老的名詞。《九章算术》第八章就是方程章。这方程是指現在的一次联立方程組。三国魏刘徽解释方程的意义如下:“程,課程也。羣物总杂各列有数。总言其实。令每行为率,二物者再程,三物者三程,皆如物数程之,并列为行,故謂之方程。”二物再程,三物三程指二个或三个未知数則要二个或三个式子来表示,因并列成行(古代用筹算并列)成方形,所以叫做方程。 現在用英文equation譯作方程,那是后来的事。已和上面我国原有方程的意义不同。方程不方了。equation的拉丁字作aequatio,原来是指等     

圓周率3927/1250的作者究竟是誰?它是怎樣得來的?

在九章算術方田章的劉徽注中,我們看到他的周率157:50,和另外一個更精密的周率3927:1250,注中說明第一個周率是從計算圓內接正192邊形的面積得來的,第二個周率是用計算圓內接正5072邊形的面積來證實的,文氣連貫,不像是兩個人的手筆,在他敍述第一個周率的後面,注者援引“晉武庫中漢朝王莽(所)作銅斛”的銘文,而劉徽注九章算術又明明有魏景元四年的自序,在時間上似乎有些矛盾。又,本節李淳風等注釋的最後幾句話是:“今者修撰,(?)摭諸家,考其是非,沖之為密,故顯之於徽術之下,冀學者之所裁焉,”清代李潢(?—1811)撰九章算術細草圖說,因為懷疑從“晉武庫”以後一段注文是祖沖之的話,就是李淳風等所謂“顯之於徽術之下”的,這樣把這第二個周率的創設歸功於二百年後的祖沖之了,事實上,九章算術,方田,少廣,商功,三章中有關圓面積的問題,原有的答案都依照“徑一週三”計算,劉徽注用他的第一個周率157:50來修正,李淳風等注釋又補用祖沖之的約率,π=22/7的演算法,李淳風等以為π=22/7比π=157/50尤為精密,所謂“顯之於徽術之下”的是在“徽術”之後添上“密     

介紹試教“數的開平方”的几點經驗

我系本屆(1955年教育实習)实習生試教中,關於“數的開平方”运用了幾何解釋与代數推理相結合的方法,試教結果証明:运用这种方法比之於运用純幾何或純代數推理更能使学生理解並掌握數的開平方的法則(數的開平方的幾何解釋是根据苏联伯拉基斯著中学數学教学法中提示的)。此外关於誤差小於1/10,1/100,…的近似极的概念及小數開平方的講法也有一些收穫,現在一併介紹於下。 1.100以上10000以下數的開平方 (1) 預备知識: (a)求某数平方根的幾何意义就是求面積等于某數(平方單位)的正方形的边長。 (b)三位數、四位數的平方根必定是一个兩位數。     

形如“|x|+|y|=1”的画法及其扩展

人教版教材第二册(上)第八章第二节讲的是椭圆的简单几何性质,在对称性中有这样的描述,在曲线的方程中,如果以-y代y方程不变,那么当P(x,y)在曲线上时,它关于x轴的对称点P′(x,-y)也在曲线上,所以曲线关于x轴对称,同理如果以-x代x方程不变,那么曲线关于y轴对称,如果同时以-x代x,以     

给中学生讲好微积分基本知识

对于讲授全日制普通高级中学教科书 (试验本 )《数学》第三册 (限选 ·理科 ) (人民教育出版社 ,1 998年 1 2月第一版 )第二、三、四章的建议建议把原书第二章改为两章 ,前一章讲极限 ,另一章讲连续函数 .1　关于极限部分 ,结合原书提如下建议1 1　第 64页的旁注“本章所讨论的数列一般都是无穷数列”是多余的 ,宜删去 .实际上 ,后面讨论的都是无穷数列 .关于数列的定义 ,可参考《数学百科全书》第四卷 784页关于“序列”的条目 .现代的说法 :实数列是定义在正整数集上的实值函数 .加以形象化的直观的解释和举例 ,多数学生应能接受 .1 2　…     

巧用“图象法”

高中数学统编教材第一册在第一章“指数方程和对数方程”一节中提到了“图象法”,教材中利用它来解一元方程。将方程化为等式两边都是初等函数(或简单的复合函数)f(x)=g(x)的形式,在同一坐标系中作出y=f(x)和y=g(x)的图象,其交点的横坐标即为方程的解。这种利用作图来解题的方法就是图象法。应用图象法来解一些不要求精确解的方程,既简单又明了。     

巧用“虚根成对”定理解题举隅

高中代数课本下册(必修)第212页中证明了:实系数一元二次方程αx~2 bc c=0在复数集C中有两个根x=((-b±(-(b~2-4ac)i))~(1/2))/(2a)(b~2-4ac<0),这表明:实系数一元二次方程若有虚根,则虚根成对出现且共轭。不难将这一结论推广到实系数一元n(n∈N且n≥2)次方程的情形:实系数一元n(n     

“恒成立”与“恒有解”

1　含参数的式子 ｆ(ｘ) =ｇ(ｘ) 在什么条件下“在Ｒ上恒成立”与“在Ｒ上恒有解”是有区别的“ｆ(ｘ) =ｇ(ｘ) 在什么条件下对于任意实数ｘ恒成立”是求此式在Ｒ上成为恒等式的条件 ,即参数的范围 .用函数的观点看 ,命题等价于“在什么条件下 (即参数取什么范围内的值时 ) ,函数 ｙ =ｆ(ｘ)与函数 ｙ =ｇ(ｘ) 在Ｒ上是同一函数” .“ｆ(ｘ) =ｇ(ｘ) 在什么条件下在Ｒ上恒有解”是求关于ｘ的方程有实数解的条件 .用函数的观点看 ,命题等价于“在什么条件下 (即参数的范围 ) ,函数 ｙ =ｆ(ｘ) 与 ｙ =ｇ(ｘ) 的图象总有交点” .显然 ,可以将…     

基于“课标要求”的“一元二次方程”课例及分析

一、背景介绍《义务教育数学课程标准(2011年版)》中课程内容的教学要求(以下简称“课标要求”)是课堂教学活动的指南,是教学评价的尺度和标准.但在以浙教版义务教育教科书数学八年级下册第二章第1节“一元二次方程”为载体的“多人同课异构”式的教研活动中发现,课堂教学普遍与“课标要求”存在较大偏差.网上查阅同类课例发现也有类似的现象.鉴于此,笔者在重复式观课     

在十年级裏代数方程的讨论

通過“方程的討論”課題後,學生必須學會解决相應的習題,給所得到的解答以充份的討論,並附之以明瞭的解釋。對於習題的解答,必须先行對於討論的意義及解答的存在規則作基本的理論上的研究。在吉謝遼夫的代數教本上有和方程的討論相關的一章,然而那一章存在以下缺點:1)“方程的討論”一名詞的定義不明確;2)方程的解必須和對應數字的集合相關聯,這一思想的表達不明確;3)只用五種典型的分析情形顯示討論的輪廓,而沒有討論到這种情形:當方程的解應該只属于自然数的集合、整數的集合等等。     

从“芻童”求积談到“隙积”和“四隅垜”級数

(一) 我国很早就有了计算各种立体体积的方法。在《九章算术》的刘徽注(公元263年)中,还给这些算法作出了証明。刘徽是用具体模型,把各种立体分割和拼凑,由直观来証明它们的求积公式的。这里用“刍童”作为代表,介绍一下这种直观的証法。“刍童”这个名词,原来是草堆的意思,古代用它來作为长方棱台的专用术语。因为长方棱台是正方棱台的推广,正方棱台古称“方亭”,所以这里把方亭的求积法先谈一谈。设方亭的上底正方形每边为a,下底正方形每边为b,高为h(图1),那末,它可以看作是由1个“中央立方”(立方指长方体或正方体,这里是底面为正     

需要教“实”更要教“活”——以苏科版八下第八章《分式》“分式方程(1)”的教学为例

近日参加教学调研,走进一所普通农村初中,听了一位工作六年的年轻教师的初二代数课,课题内容是(苏科版)八下第八章《分式》第5节分式方程(1),课中的有些教学现象引起我的注意,现把部分教学片段进行回放,并据此谈一些个人的观点和思考. 片段一:引入部分 师:前面我们学过了方程的知识,我们学过哪些方程?你能举例说明吗? 生1:学过一元一次方程,举例; 生2:学过二元一次方程,举例; 生3:学过二元一次方程组,举例; 师:这些方程(组)有什么特征? 生4:所有方程都是整式方程. 师:今天我们一起来学习一类新的方程——分式方程(揭示并板书课题).     

形如“｜x｜＋｜y｜=1”的画法及其扩展

人教版教材第二册（上）第八章第二节讲的是椭圆的简单几何性质,在对称性中有这样的描述,在曲线的方程中,如果以-y代y方程不变,那么当P（x,y）在曲线上时,它关于-x轴的对称点P’（x,-y）也在曲线上,所以曲线关于x轴对称,同理如果以-x代x方程不变,那么曲线关于y轴对称,如果同时以-x代x,     

0被“双规”以后的话题

高中数学新教材 [1 ]第一册 (下 )第五章“平面向量”在给出定义“长度为 0的向量叫做零向量 ,记作 0”后 ,先后对它作了下面两个“规定”(本文简称“双规”) :“0与任一向量平行”(第 95页 )以及“零向量与任一向量的数量积为 0”(第 1 1 6页 ) ,并且接着在给出“a⊥b a·b=0”的前面明确指出“a、b都是非零向量”(第 1 1 7页 ) .这也就是说 ,新教材把平面向量集内的零元——— 0与其他元素的关系只归入共线而回避垂直 :当a·b=0时当且仅当a、b都不是零向量时 ,有a⊥b ;若a或b中有零向量时 ,未说a⊥b是否成立 .两向量的共线和垂直是两向量…     

初级中学课本《代数》第一册第三、四章简介

初级中学课本《代数》第一册(以下简称新教材)第三章《一元一次方程》和第四章《一元一次不等式》,是在原全日制十年制学校初中数学课本(试用本)《代数》第一册(以下简称原教材)第三、四章的基础上修改的。章名与原教材一致,教学内容也基本一致。新教材第三章包括等式的概念和性质、方程的有关概     

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     

“算法初步”一章中若干问题的探讨

“算法初步”这一章是高中新课改数学新增的内容之一,人教A版教材是编写在必修3的第一章,教完这一章,笔者觉得有些问题值得探讨!本文将阐述这些问题,并提出解决方案.1“三种基本逻辑结构”的引入问题课本(本文所说的课本是指人教A版2007年5月第1次印刷的数学必修3的第一章)是先     

“袖里吞金”史话

“袖里吞金”实际上是我国古人独创的一种利用左手掌定位的一种乘除定位法,与徐心鲁订正《盘珠算法》(1573年),程大位(1533—1606)《算法统宗》(1592年)中的“一掌金”虽有联系,但实质是不同的,此法最初名叫“袖中锦定位诀”,最早见于明朝数学家吴敬撰写的《九章算法比类大全》(1450年),卷首“乘除开方起例”,歌曰: