第七章 高次方程数值解法
第二节 开立方
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
第二节 开立方
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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《隋书·律历志》说祖冲之“又设开差幂、开差立,兼以正负参之,指要精密,算氏之最也。”钱宝琮认为,开差幂是开长、宽有差的长方形面积,开差立是开长、宽、高有差的长方体体积。设宽x,长x+k,高x+l,则x(x+k)=A或x2+kx=A是带从平方,就是开差幂。而x(x+k)(x+l)=A或x3+(k+l)x2+klx=A就是开差立。如果k、l有一个或两者都是负数,则x2、x的系数可能为负,这就是要兼以正负参之的原因所在。就是说,祖冲之已能解决负系数带从平方、立方问题。可惜他的著作已失传。目前所传最早开带从立方问题出现在王孝通《缉古算经》中,他解决了形如x3+ax2+bx=A及x4+ax2=A的求解问题,其中a、A>0,b≥0。后者通过两次开平方解决。贾宪的立成释锁立方法是与现今无异的开立方法。九九藏书
《九章算术》也提出了开立方的完整程序。
明白了开方术,这段文字并不难理解。这里作五行布算:议得(根)、实、法、中行、借算。刘徽以立体模型给开立方以直观几何解释。开立方是已知一正方体的体积求其边长。设其根为n+1位,以根的一位得数的立方103na13减实A,便是从体积为A的正方体中减去以10na1为边长的正方体。A-103na13便是其剩余部分,它由三种七块立体组成,如图28(1)。第一种是角上的小正方体,如图28(2),其体积为103n-3x13;第二种是三块扁状小长方体,每一块体积为(10na1)210n-1x1=103n-1a12x1,如图28(3);第三种是三块条状小长方体,每一块体积为10na1(10n-1x1)2=103n-2a1x12,刘徽称为三长廉,如图28(4),廉是边的意思。因此要求x1相当于求减根方程103n-3x13+3·103n-2a1x12+3·103n-1a12x1=A-103na13的正根,这实际上是一个开带从立方问题。http://www.99lib.net九_九_藏_书_网藏书网
开立方术曰:藏书网置积为实。借一算步之,超二等。议所得,以再乘所借一算为法,而除之。除已,三之为定法。复除,折而下。以三乘所得数置中行。复借一算置下行。步之,中超一,下超二等。复置议,以一乘中,再乘下,皆副以加定法。以定法除。除已,倍下、并中从定法。复除,折下如前。开之不尽者,亦为不可开。若积有分者,通分内子为定实。定实乃开之,讫,开其母以报除。若母不可开者,又以母再乘定实,乃开之。讫,令如母而一。

图28 开立方术示意
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