上善若水
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重拾一门手艺~用九章算数法手算开平方根

 今天Thomas看到博文,提了一句这博主会手动开平方根,我突然的就想起来,上初中那会儿,我老爸不是教过我吗?!可是十几年没用过,印象里面对手动开平方根的方法,只依稀记得要以2位为单位划节,然后除以20什么的,似乎挺复杂的。好奇心来了挡不住,马上用万能的Google查了一下,发现这手动开平方的方法还不一只一个,万能的老爸当年教我的,应该是最简便而有效率的“九章算数”法。

下面就结合网上的说明和我的理解,配上一幅图,大家应该就很容易理解了,以图中的123456这个数为例。

九章算术法

1.从个位起向左每隔两位为一节,若带有小数从小数点起向右每隔两位一节,用“,”号将各节分开,即12,34,56; 

2.求不大于最左边第一节数的完全平方数,为“商”,此例中的最左的第一节数为12,那么只能凑3平的平方为9,而不是能4,因为4的平方为16,超过12了; 

3.从左边第一节数里减去求得的商,在它们的差的右边写上第二节数作为第一个余数,此例中的余数变成了334; 

4.把商乘以20,试除第一个余数,所得的最大整数作试商(如果这个最大整数大于或等于10,就用9或8作试商)~此例中试商的结果为5;

5.把用商乘以20加上试商(此时为65)再乘以试商。如果所得的积小于或等于余数,就把这个试商写在商后面,作为新商;如果所得的积大于余数,就把试商逐次减小再试,直到积小于或等于余数为止; 

6.用同样的方法,继续求。

7. 整数部分算完后,继续算小数点部分,只需要在余数后面加00,然后如上面的方法继续。

按照这个方法,算出来的平方根是非常精准的,但算出的位数越多,计算量就越大,我一般算到第5位就受不了了,呵呵。今天手算了几个,除了有一个有计算错误外,其它的都还是准确的,哈哈~重拾一门手艺,更重要的,是重拾了初中、高中时代的刻苦学习的记忆

这里也不得不赞一下中国古代数学的积累,这九章算数可是1000多年前就逐步形成的数学著作;为什么没有发展和取得希腊式的数学成就呢?我觉得古代重文轻理,数学方法更多的是作为一种经验的传承而非学术的积累和流传,所谓仅有经验而无技术。

下面附上维基百科以及百度百科中对于“九章算术”的说明:

维基百科:

《九章算术》现存最早的中国古代数学著作之一,是《算经十书》中最重要的一种。其作者已不可考。一般认为它是经历代各家的增补修订,而逐渐成为现今定本的。

历史

根据研究,西汉张苍耿寿昌曾经做过增补和整理,其时大体已成定本。最后成书最迟在东汉前期,但是其基本内容在东汉后期已经基本定型。九章算术将书中的所有数学问题分为九大类,就是“九章”。

1984年,在湖北出土了《算数书》书简。据考证,它比《九章算术》要早一个半世纪以上,书中有些内容和《九章算术》非常相似,一些内容的文句也基本相同。有人推测两书具有某些继承关系,但也有不同的看法认为《九章算术》没有直接受到《算数书》影响。

三国时期陈留王景元四年(263年),刘徽为《九章》作注,加上自己心得体会,使其便于了解,可以流传下来。唐代李淳风又重新做注(656年),作为《算数十经》之一,版刻印刷,作为通用教材。体例

《九章算术》共收有246个数学问题,分为九大类,在一个或几个问题之后,列出这个问题的解法。

  1. 方田:主要是田亩面积的计算和分数的计算,是世界上最早对分数进行系统叙述的著作。
  2. 粟米:主要是粮食交易的计算方法,其中涉及许多比例问题。
  3. 衰分:主要内容为分配比例的算法。
  4. 少广:主要讲开平方开立方的方法。
  5. 商功:主要是土石方和用工量等工程数学问题,以体积的计算为主。
  6. 均输:计算税收等更加复杂的比例问题。
  7. 盈不足:双设法的问题。
  8. 方程:主要是联立一次方程组的解法和正负数的加减法,在世界数学史上是第一次出现。
  9. 勾股:勾股定理的应用。

影响

《九章算术》总结了自周朝以来的中国古代数学,它既包含了以前已经解决了的数学问题,又有汉朝时新发现的数学成就。一般认为,它在数学史上,标志着中国古代数学体系的形成,是中国古代数学体系的初期代表作。

在九章算术中有许多数学问题都是世界上记载最早的。例如,关于比例算法的问题,它和后来在16世纪西欧出现的三分律的算法一样。关于双设法的问题,在阿拉伯曾称为契丹算法13世纪以后的欧洲数学著作中也有如此称呼的,这也是中国古代数学知识向西方传播的一个证据。

《九章算术》对中国古代的数学发展有很大影响,这种影响一直持续到了清朝中叶。《九章算术》的叙述方式以归纳为主,先给出若干例题,再给出解法,不同于西方以演绎为主的叙述方式,中国后来的数学著作也都是采用叙述方式为主。历代数学家有不少人曾经注释过这本书,其中以刘徽李淳风的注释最有名。

《九章算术》还流传到了日本朝鲜,对其古代的数学发展也产生了很大的影响。

译本

  • 俄译本:«Математика в девяти книгах» / Перевод и примечания Э. И. Березкиной // Историко-математические исследования. 1957.
  • 德译本:Chiu Chang Suan Shu, Neun Bucher Arithmetischer Technik, Ubersetzt von K.Vogel, F.Verlag 1968
  • 英译本:The Nine Chapters on the Mathematical Art,Companion and Commentary Translated and edited by Shen Kangshen(沈康生), John Crossley and Anthony Lun ISBN 9780198539360, Oxford University Press
  • 法译本:Chemla, Karine, and Shuchun Guo. . Les neuf chapitres: le classique mathmatique

de la Chine ancienne et ses commentaires. 2004 Paris: Dunod.

  • 日译本: 川原秀城译注 九章算术 朝日出版社 1980

 

百度百科

 

九章算术

 
概述:
 
《九章算术》是中国古代数学专著,是算经十书中最重要的一种。该书内容十分丰富,系统总结了战国、 汉时期的数学成就。同时,《九章算术》在数学上还有其独到的成就,不仅最早提到分数问题,也首先记录了盈不足等问题,“方程”章还在世界数学史上首次阐述 了负数及其加减运算法则。该书经多次增补,成书时间已不可考,但据估算最迟在公元一世纪已有了现传本。 许多人曾为它作过注释,其中不乏历史上的数学名人,最著名的有刘徽(公元263年)、李淳风(公元656年)........要注意的是《九章算术》没有作者,它是一本综合性的历史著作,是当时世界上最先进的应用数学,它的出现标志中国古代数学形成了完整的体系。

 

《九章算术》的主要内容:

《九章算术》的内容十分丰富,全书采用问题集的形式,收有246个与生产、生活实践有联系的应用问题,其中每道题有问(题目)、答(答案)、术(解题的 步骤,但没有证明),有的是一题一术,有的是多题一术或一题多术。这些问题依照性质和解法分别隶属于方田、粟米、衰(音崔cui)分、少广、商功、均输、 盈不足、方程及勾股九章如下所示。原作有插图,今传本已只剩下正文了。
 
《九章算术》的九章的主要内容分别是:
 
第一章“方田”:田亩面积计算;
 
第二章“粟米”:谷物粮食的按比例折换;
 
第三章“衰分”:比例分配问题;
 
第四章“少广”:已知面积、体积、求其一边长和径长等;
 
第五章“商功”:土石工程、体积计算;
 
第六章“均输”:合理摊派赋税;
 
第七章“盈不足”:即双设法问题;
 
第八章“方程”:一次方程组问题;
 
第九章“勾股”:利用勾股定理求解的各种问题.
 

《九章算术》的数学成就

《九章算术》中的数学成就是多方面的:
 
(1)、在算术方面的主要成就有分数运算、比例问题和“盈不足”算法。《九章算术》是世界上最早系统叙述了分数运算的著作,在第二、三、六章中有许多比例问题,在世界上也是比较早的。“盈不足”算法需要给出两次假设,是一项创造,中世纪欧洲称它为“双设法”,有人认为它是由中国经中世纪阿拉伯国家传去的.
 
(2)、在几何方面,主要是面积、体积计算。
 
(3)、在代数方面,主要有一次方程组解法、平方、立方、一般二次方程解法等。“方程”一章还在世界数学史上首次引入了负数及其加减法运算法则.作为一部世界科学名著,《九章算术》在隋唐时期就已传入朝鲜日本。现在它已被译成日、俄、德、英、法等多种文字。
 

关于《九章算术》的历史考证:

现传本《九章算术》成书于何时,目前众说纷纭,多数认为在西汉末 到东汉初之间,约公元一世纪前后,《九章算术》的作者不详。很可能是在成书前一段历史时期内通过多人之手逐次整理、修改、补充而成的集体创作结晶。由于二 千年来经过辗转手抄、刻印,难免会出现差错和遗漏,加上《九章算术》文字简略有些内容不易理解,因此历史上有过多次校正和注释。
 
关于对《九章算术》所做的注主要有:三国时曹魏刘徽注,唐朝李淳风注,南宋杨辉著《详解九章算法》选用《九章算术》中80道典型的题作过详解并分类,清李潢(?~1811年)所著《九章算术细草图说》对《九章算术》进行了校订、列算草、补插图、加说明,尤其是图文并茂之作。现代钱宝琮(1892~1974年)曾对包括《九章算术》在内的《算经十书》进行了校点,用通俗语言、近代数学术语对《九章算术》及刘、李注文详加注释。80年代以来,今人白尚恕、郭书春、李继闵等都有校注本出版。
 

对《九章算术》的评价和其对后世的影响:

《九章算术》是世界上最早系统叙述了分数运算的著作;其中盈不足的算法更是一项令人惊奇的创造;“方程”章还在世界数学史上首次阐述了负数及其加减运算法则。在代数方面,《九章算术》在世界数学史上最早提出负数概念及正负数加减法法则;现在中学讲授的线性方程组的解法和《九章算术》介绍的方法大体相同。注重实际应用是《九章算术》的一个显著特点。该书的一些知识还传播至印度和阿拉伯,甚至经过这些地区远至欧洲。
 
《九章算术》是几代人共同劳动的结晶,它的出现标志着中国古代数学体系的形成.后世的数学家,大都是从《九章算术》开始学习和研究数学知识的。唐宋两代都由国家明令规定为教科书。1084年由当时的北宋朝廷进行刊刻,这是世界上最早的印刷本数学书。
 
可以说,《九章算术》是中国为数学发展做出的一杰出贡献。
 

 

 

 

  • quote 1.pqmagic
  • 你让我上博客就是为了看这篇文章?Faint
    emillias 于 2009-6-5 22:26:16 回复
    Sad
    pqmagic 于 2009-6-5 22:31:45 回复
    老公你好厉害呀!这个都会,真是个爱学习的好孩子Grimace
    emillias 于 2009-6-6 20:53:50 回复
    Music
  • 2009-6-5 21:40:55 回复该留言

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