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觅求开方的运算方法,早就引起了人们的注意。在古巴比伦泥版书、古埃及纸草书、印度《绳法经》和中国《九章箅术》中均对其进行了研讨。古巴比伦的泥版书距今已有4000余年,故根式的发现实可谓历史悠久。
1. 古埃及的化圆为方
2. 古巴比伦的方形对角线
古巴比伦的开方术远远走在了其他文明古国前面,美索不达米亚人有着广泛的平方和平方根表,并且对立方和立方根也有类似表格。通常在求解问题需要平方根时,就做适当处理使之在已有平方根表中,且是一个有理数。然而他们也处理了无理数。
现存YBC7279号泥版,其形状像一块圆饼,上面刻有正方形,并画出其两条对角线,还刻有3个数字。用现代符号可记为:a=30 (左上方);b=1;24,51,10 (中间上方);c=42;25,35 (中间下方)。
3. 古印度的根式计算
印度数学深受其宗教的影响。古印度人在公元6世纪前,已能用9个数字和表示零的小圆圈,再借助于位值制便可写出任何数字,由此建立了有理数的四则运算法则,以及开平方和开立方法则等。事实上早在公元前6世纪,印度人已认识到了开平方。《绳法经》属于古婆罗门教的经典,是在数学史上有着重要意义
尽管时间又前进了1000多年,但其精确度还不及美索不达米亚人。有学者推测上式可能源于近似公式
这里。值得肯定的是,该值与建造一个正方形祭坛有关,该正方体是一个给定正方体的2倍。
婆罗摩笈多(Brahmagupta,598-665)不仅完整给出零的运算法则,还给出开方术,并用印度文根号一词“carani”的首写字母“c”表示根号。例如被表示为ru3c29c110(ru为印度文“rupa”缩写,表示数的绝对值)。
4. 《九章算术》的开方术
在中国《九章算术》第四章少广篇12-16题中,应用了开平方计算,并在16题后给出较为完整的开平方法。
开方术曰:置积为实(被开方数)。借一算步之,超一等。议所得,以一乘(乘一次)所借一算为法,而以除(减)。除已,倍法为定法。其复除。折法而下。复置结算步之如初,以复议一乘之,所得副,以加定法,以除。以所得副从定法。复除折下如前。若开之不尽者为不可开,当以面命之。若实有分者,通内分子为定实,乃开之,讫,开其母报除。若母不可开者,又以母乘定实,乃开之,讫,令如母而一。
可见《九章算术》中所给开平方法与现代中学方法类似。若答案不是整数时,则该过程可用十进制小数无限地计算下去。若开之不尽者为不可开,当以面命之。因而就给出了无理数,并冠名为“面”。无理数的发现在西方引发了第一次数学危机,而在中国轻易就接受了无理数。
二次根式的发现和应用表明,数学是全人类共同的文化财富,不同文化背景下的数学概念、数学方法、数学思想、数学创造都是数学之树的重要分枝,即使一种数学符号的普遍采用都凝聚着几代数学家的努力和智慧。令人扼腕的是,二次根式的发现也会让人付出生命的代价,希帕苏斯(公元前470年左右) 正是因认识到的存在性,而被毕达哥拉斯学派无情地投进了茫茫大海。
(因文中涉及到一些数学式子,部分内容不得不用图片形式,故显得排版不是很整齐)
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GMT+8, 2024-11-24 11:31
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