第五章 勾股测望
第三节 勾股容方与容圆
目录
第一章 中国古代数学综述
第二章 记数法与计算工具
第二章 记数法与计算工具
第三章 算术运算
第三章 算术运算
第四章 面积与体积
第四章 面积与体积
第五章 勾股测望
第三节 勾股容方与容圆
第六章 线性方程组解法
第七章 高次方程数值解法
第七章 高次方程数值解法
第八章 天元术与四元术
第八章 天元术与四元术
第九章 垛积招差
第十章 不定问题
第十一章 无穷小分割思想
第十一章 无穷小分割思想
第十二章 中国古代数学的特征与意义
第十二章 中国古代数学的特征与意义
第十二章 中国古代数学的特征与意义
附录
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勾股容方与容圆是《九章》勾股章的两个题目。前者是:已知勾股形勾5步,股12步,问所容正方形边长多少?《九章》的公式是d=ab/(a+b)。后者是:已知勾股形勾8步,股15步,问其中容圆之径多少?《九章》的公式是d=2ab/(a+b+c)。对这两个问题,刘徽都提出了两种方法证明之。以容圆为例。将勾股形从圆心分成朱、青、黄各部分,如图19(1),将四个这样的勾股形拚成以d为宽,以a+b+c为长的长方形,如图19(2),其面积为2ab,因此d=2ab/(a+b+c)。这是出入相补的方法。另一种方法是过圆心作一中弦平行于弦,中弦与勾、股及垂直于勾、股的半径形成两个小勾股形,如图19(3)。考虑其中一个,比如股上的小勾股形,设三边为a1、b1、c1,显然a1+b1+c1=b,而a1:b1:c1=a:b:c,因此可用衰分术:a1=ab/(a+b+c)。而d=2a1=ab/(a+b+c)。刘徽还提出等公式。99lib•net99lib•net九*九*藏*书*网
勾股容圆在宋元时代成为重要的研究课题。人们考虑了各种容圆问题。元李冶便在洞渊九容基础上演绎出《测圆海镜》,除《九章》的容圆外,还有(见图20):圆心在勾上且切于股、弦,称为勾上容圆,其直径d=2ab/(a+b),同样,股上容圆d=2ab/(a+c),弦上容圆d=2ab/(a+b);圆心在勾股交点切于弦,叫勾股上容圆,d=2ab/c;切于勾及股、弦的延长线者称为勾外容圆d=2a九九藏书网b/(b+c-a),同样,股外容圆d=2ab/(a+c-b),弦外容圆d=2ab/(a+b-c);圆心在股的延长线且切于勾、弦的延长线叫勾外容半圆,d=2ab/(c-a),同样,股外容半圆d=2ab/(c-b)。以上共10种容圆关系,“洞渊九容”指哪9种,清代以来诸说不一。清李善兰又补充了勾弦上容圆d=2ab/b,股弦上容圆d=2ab/a,弦外容半圆d=2ab/(b-a)。这13种容圆直径的分母恰恰对应于杨辉的九_九_藏_书_网勾股生变13名图的各种关系,分子都是2ab。

图19 勾股容圆

图20 圆城图式
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