第九章 垛积招差
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
第一节 等差级数
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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垛积是高阶等差级数求和问题。一个级数若每相邻两项之差不相等而每相邻两差的差都相等,则称为二阶等差级数。同样,就明白了三阶、四阶等差级数。二阶及其以上的等差级数常称为高阶等差级数,是宋元数学的一个重要分支。而其渊源应追溯到等差级数。

第一节 等差级数

人们很早就认识了等差级数。《九章算术》均输章有几个等差级数的例题。如“今有金箠长五尺,斩本一尺重四斤,斩末一尺重二斤。问次一尺各重几何?”《九章》用衰分术求解,刘徽则根据首项、末项、项数先求出公差:a1=4,a5=2,公差d=(a1-a5)/(5-1)=½。刘徽实际上已掌握了d=(an-a1)/(n-1)。此题为递减,公差应为d=-½。“九节竹”问也是一个等差级数问题。这些问题都未给出求和公式。盈不足章良驽二马问则更进了一步。在求良、驽二马15日所行里数时,使用了公式Sn=[a1+½(n-1)d]n,这是已知等差级数的首项a1,公差d,项数n,而求前n项和的公式。不过,描述上述公式的文字是《九章》术文还是刘徽注,学术界有不同意见,尚难定论。刘徽又把上述公式写成:Sn=a1n+½[1+(n-1)](n-1)dhttp://www•99lib.nethttp://www•99lib•net99lib.net
这可以看作是上述公式的推导。
等差级数问在《张丘建算经》中又得到多方面发展。卷上第22问:“今有女善织,日益功疾,初日织五尺。今一月,共织九匹三丈。问日益几何?术曰:置今织尺数,以一月日而一,所得倍之,又倍初日尺数减之,余为实。以一月日数,初一日减之,余为法,实如法得一。”设首项a1,项数n,前n项和Sn,则公差d=(2Sn/n-2a1)÷(n-1)。第23问:“今有女子不善织,日减功迟,初日织五尺,末日织一尺,今三十日织讫。问织几何?术曰:并初末日织尺数,半之,余,以乘织讫日数,即得。”设初日织a1,末日织an,此即前n项和公式Sn=½(a1+an)n。卷上第32问、卷中第1问都是已知首项a1,公差d及各项平均值m,求项数n=〔2(m-a1)+d〕÷d。卷下第36问是已知公差1,首项1,则n项和Sn=½n(n+1)。
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