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我國古代數學

發布時間: 2020-11-22 23:56:52

⑴ 中國古代數學的影響

(一) 中國的起源與早期發展
據《易.系辭》記載:「上古結繩而治,後世聖人易之以書契」。甲骨文卜辭中有很多記數的文字。從一到十,及百、千、萬是專用的記數文字,共有13個獨立符號,記數用合文書寫,其中有十進制制的記數法,出現最大的數字為三萬。
1、 算籌
算籌是中國古代的計算工具,而這種計算方法稱為籌算。算籌的產生年代已不可考,但可以肯定的是籌算在春秋時代已很普遍。
用算籌記數,有縱、橫兩種方式:
表示一個多位數字時,採用十進位值制,各位值的數目從左到右排列,縱橫相間〔法則是:一縱十橫,百立千僵,千、十相望,萬、百相當〕,並以空位表示零。算籌為加、減、乘、除等運算建立起良好的條件。
在幾何學方面《史記.夏本記》中說夏禹治水時已使用了規、矩、准、繩等作圖和測量工具,並早已發現「勾三股四弦五」這個勾股定理〔西方稱勾股定理〕的特例。戰國時期,齊國人著的《考工記》匯總了當時手工業技術的規范,包含了一些測量的內容,並涉及到一些幾何知識,例如角的概念。
戰國時期的百家爭鳴也促進了

⑵ 我國古代數學題

設1個大桶可以盛A斛米,1個小桶可以盛B斛米,列式如下:5A+B=3;A+5B=2。解得A=13/24,B=7/24。那麼1個大桶,1個小桶分別可以盛13/24、7/24斛米。

⑶ 魏晉時期我國古代數學理論有了怎樣的發展

魏晉時期特殊的歷史背景,不僅激發了人們研究數學的興趣,普及了數學知識,也豐富了當時的理論構建,使我國古代數學理論有了較大的發展。

在當時,思想界開始興起「清談」之風,出現了戰國時期「百家爭鳴」以來所未有過的生動局面。與此相適應,數學家重視理論研究,力圖把從先秦到兩漢積累起來的數學知識建立在必然的基礎之上。

而劉徽和他的《九章算術注》,則是這個時代造就的昀偉大的數學家和昀傑出的數學著作。劉徽生活在「清談」之風興起而尚未流入清談的魏晉之交,受思想界「析理」的影響,對《九章算術》中的各種演算法進行總結分析,認為數學像一株枝條雖分而同本乾的大樹,發自一端,形成了一個完整的理論體系。

劉徽的《九章算術注》作於263年,原10卷。前9卷全面論證了《九章算術》的公式、解法,發展了出入相補原理、截面積原理、齊同原理和率的概念,首創了求圓周率的正確方法,指出並糾正了《九章算術》的某些不精確之處或錯誤的公式,探索出解決球體積的正確途徑,創造了解線性方程組的互乘相消法與方程新術。

用十進分數逼近無理根的近似值等,使用了大量類比、歸納推理及演繹推理,並且以後者為主。

第十卷原名「重差」,為劉徽自撰自注,發展完善了重差理論。此卷後來單行,因第一問為測望海島的高遠,故名稱《海島算經》。我國古典數學理論體系的建立,除了劉徽及其《九章算術注》不世之功和《孫子算經》的貢獻外,魏晉南北朝時期的《張丘建算經》、《綴術》也豐富了這一時期的理論創建。

南北朝時期數學家張丘建著的《張丘建算經》3卷,成書於北魏時期。此書補充了等差級數的若干公式,其百雞問題導致三元不定方程組,其重要之處在於開創「一問多答」的先例,這是過去我國古算書中所沒有的。

百雞問題的大意是公雞每隻值5文錢,母雞每隻值3文錢,而3隻小雞值1文錢。用100文錢買100隻雞,問這100隻雞中,公雞、母雞和小雞各多少只?

這個問題流傳很廣,解法很多,但從現代數學觀點來看,實際上是一個求不定方程整數解的問題。

百雞問題還有多種表達形式,如「百僧吃百饃」和「百錢買百禽」等。宋代數學家楊輝算書內有類似問題。此外,中古時近東各國也有相仿問題流傳,而且與《張丘建算經》的題目幾乎全同。可見其對後世的影響。與上述幾位古典數學理論構建者相比,祖沖之則重視數學思維和數學推理,他將傳統數學大大向前推進了一步。

⑷ 我國古代數學家秦九韶在《數書九章》中記述了「三斜求積術」,即已知三角形的三邊長,求它的面積.用現代

⑵能,證明見解析

⑸ 在我國古代數學著作《九章算術》中記載了一道有趣的問題

解:水池中央距離池邊為5尺,而蘆葦高出水面1尺

設:設水深是X

利用勾股定理得:

5²+x²=(x+1)²

25+x²=(x+1)²

x=12

x+1=13

答:水深12尺,蘆葦13尺。

解析如圖題4所示:

勾股定理是餘弦定理中的一個特例。

勾股定理是一個基本的幾何定理,指直角三角形的兩條直角邊的平方和等於斜邊的平方。中國古代稱直角三角形為勾股形,並且直角邊中較小者為勾,另一長直角邊為股,斜邊為弦,所以稱這個定理為勾股定理,也有人稱商高定理。

⑹ 我國古代數學著作{孫子算經}中有「雞兔同籠」問題:今有雞兔同籠,上有35頭下有94足,問雞兔各幾何你

設有雞X只,兔Y只,由題得:
X+Y=35
2X+4Y=94
解得:
X=23 Y=12
即有雞23隻,兔12隻

⑺ 中國古代數學特點

我國古代數來學具有的特點是源:實用性;演算法化;模型化;數形結合、直覺把握;寓理於算.

中國數學的特點如下:

1.中國數學最基本的特點是具有鮮明的社會性。通觀中國古典數學著作的內容,幾乎都與當時社會生活的實際需要有著密切的聯系。從《九章算術》開始,中國算學經典基本上都遵從問題集解的體例編纂而成,其內容反映了當時社會政治、經濟、軍事、文化等方面的某些實際需要,具有濃厚的應用數學的色彩;

2.中國數學教育與研究始終置於政府的控制之下,以適應統治階級的需要;

3.中國數學家的數學論著深受歷史上各種社會思潮、哲學流派以至宗教神學的影響,具有形形色色的社會痕跡。

4.中國數學是以幾何方法和代數方法的相互滲透表現為形數結合的,是用算籌來計算的.並採用了十進位制。同時,用一整套」程序語言」來揭示計算方法,而演算程序簡捷而巧妙。

5.中國數學理論表現為運算過程之中,即「寓理於算」。中國數學家善於從錯綜復雜的數學現象中抽象出深刻的數學概念,提煉出一般的數學原理,作為研究眾多數學問題的基礎。

⑻ 我國古代數學家有哪些

中國古代著名數學家及其主要貢獻

劉徽(生於公元250年左右)



劉徽劉徽(生於公元250年左右),三國後期魏國人,是中國古代傑出的數學家,也是中國古典數學理論的奠基者之一.其生卒年月、生平事跡,史書上很少記載。據有限史料推測,他是魏晉時代山東鄒平人。終生未做官。他在世界數學史上,也佔有傑出的地位.他的傑作《九章算術注》和《海島算經》,是我國最寶貴的數學遺產.

《九章算術》約成書於東漢之初,共有246個問題的解法.在許多方面:如解聯立方程,分數四則運算,正負數運算,幾何圖形的體積面積計算等,都屬於世界先進之列,但因解法比較原始,缺乏必要的證明,而劉徽則對此均作了補充證明.在這些證明中,顯示了他在多方面的創造性的貢獻.他是世界上最早提出十進小數概念的人,並用十進小數來表示無理數的立方根.在代數方面,他正確地提出了正負數的概念及其加減運算的法則;改進了線性方程組的解法.在幾何方面,提出了"割圓術",即將圓周用內接或外切正多邊形窮竭的一種求圓面積和圓周長的方法.他利用割圓術科學地求出了圓周率π=3.14的結果.劉徽在割圓術中提出的"割之彌細,所失彌少,割之又割以至於不可割,則與圓合體而無所失矣",這可視為中國古代極限觀念的佳作.

《海島算經》一書中, 劉徽精心選編了九個測量問題,這些題目的創造性、復雜性和富有代表性,都在當時為西方所矚目.

劉徽思想敏捷,方法靈活,既提倡推理又主張直觀.他是我國最早明確主張用邏輯推理的方式來論證數學命題的人.

劉徽的一生是為數學刻苦探求的一生.他雖然地位低下,但人格高尚.他不是沽名釣譽的庸人,而是學而不厭的偉人,他給我們中華民族留下了寶貴的財富.



祖沖之(公元429年─公元500年)

祖沖之(公元429年─公元500年)是我國傑出的數學家,科學家。南北朝時期人,漢族人,字文遠。生於未文帝元嘉六年,卒於齊昏侯永元二年。祖籍范陽郡遒縣(今河北淶水縣)。其主要貢獻在數學、天文歷法和機械三方面。在數學方面,他寫了《綴術》一書,被收入著名的《算經十書》中,作為唐代國子監算學課本,可惜後來失傳了。祖沖之還和兒子祖暅一起圓滿地利用「牟合方蓋」解決了球體積的計算問題,得到正確的球體積公式。在機械學方面,他設計製造過水碓磨、銅制機件傳動的指南車、千里船、定時器等等。此外,對音樂也研究。他是歷史上少有的博學多才的人物。



祖沖之在數學上的傑出成就,是關於圓周率的計算.秦漢以前,人們以"徑一周三"做為圓周率,這就是"古率".後來發現古率誤差太大,圓周率應是"圓徑一而周三有餘",不過究竟余多少,意見不一.直到三國時期,劉徽提出了計算圓周率的科學方法--"割圓術",用圓內接正多邊形的周長來逼近圓周長.劉徽計算到圓內接96邊形, 求得π=3.14,並指出,內接正多邊形的邊數越多,所求得的π值越精確.祖沖之在前人成就的基礎上,經過刻苦鑽研,反復演算,求出π在3.1415926與3.1415927之間.並得出了π分數形式的近似值,取22/7為約率,取355/113為密率,其中355/113取六位小數是3.141592,它是分子分母在16604以內最接近π值的分數.祖沖之究竟用什麼方法得出這一結果,現在無從考查.若設想他按劉徽的"割圓術"方法去求的話,就要計算到圓內接12288邊形,這需要花費多少時間和付出多麼巨大的勞動啊!由此可見他在治學上的頑強毅力和聰敏才智是令人欽佩的.祖沖之計算得出的密率, 外國數學家獲得同樣結果,已是一千多年以後的事了.為了紀念祖沖之的傑出貢獻,有些外國數學史家建議把π=叫做"祖率".

祖沖之博覽當時的名家經典,堅持實事求是,他從親自測量計算的大量資料中對比分析,發現過去歷法的嚴重誤差,並勇於改進,在他三十三歲時編製成功了《大明歷》,開辟了歷法史的新紀元.

祖沖之還與他的兒子祖暅(也是我國著名的數學家)一起,用巧妙的方法解決了球體體積的計算.他們當時採用的一條原理是:"冪勢既同,則積不容異."意即,位於兩平行平面之間的兩個立體,被任一平行於這兩平面的平面所截,如果兩個截面的面積恆相等,則這兩個立體的體積相等.這一原理,在西文被稱為卡瓦列利原理, 但這是在祖氏以後一千多年才由卡氏發現的.為了紀念祖氏父子發現這一原理的重大貢獻,大家也稱這原理為"祖暅原理".



中國古代其他著名數學家及其主要貢獻

▲張丘建--<張丘建算經>

《張丘建算經》三卷,據錢寶琮考,約成書於公元466~485年間.張丘建,北魏時清河(今山東臨清一帶)人,生平不詳。最小公倍數的應用、等差數列各元素互求以及「百雞術」等是其主要成就。「百雞術」是世界著名的不定方程問題。13世紀義大利斐波那契《算經》、15世紀阿拉伯阿爾·卡西<<算術之鑰》等著作中均出現有相同的問題。

▲朱世傑:《四元玉鑒》

朱世傑(1300前後),字漢卿,號松庭,寓居燕山(今北京附近),「以數學名家周遊湖海二十餘年」,「踵門而學者雲集」。朱世傑數學代表作有《算學啟蒙》(1299)和《四元玉鑒》(1303)。《算學啟蒙》是一部通俗數學名著,曾流傳海外,影響了朝鮮、日本數學的發展。《四元玉鑒》則是中國宋元數學高峰的又一個標志,其中最傑出的數學創作有「四元術」(多元高次方程列式與消元解法)、「垛積法」(高階等差數列求和)與「招差術」(高次內插法)

▲賈憲:〈〈黃帝九章算經細草〉〉

中國古典數學家在宋元時期達到了高峰,這一發展的序幕是「賈憲三角」(二項展開系數表)的發現及與之密切相關的高次開方法(「增乘開方法」)的創立。賈憲,北宋人,約於1050年左右完成〈〈黃帝九章算經細草〉〉,原書佚失,但其主要內容被楊輝(約13世紀中)著作所抄錄,因能傳世。楊輝〈〈詳解九章演算法〉〉(1261)載有「開方作法本源」圖,註明「賈憲用此術」。這就是著名的「賈憲三角」,或稱「楊輝三角」。〈〈詳解九章演算法〉〉同時錄有賈憲進行高次冪開方的「增乘開方法」。

賈憲三角在西方文獻中稱「帕斯卡三角」,1654年為法國數學家 B·帕斯卡重新發現。

▲秦九韶:〈〈數書九章〉〉

秦九韶(約1202~1261),字道吉,四川安岳人,先後在湖北、安徽、江蘇、浙江等地做官,1261年左右被貶至梅州(今廣東梅縣),不久死於任所。秦九韶與李冶、楊輝、朱世傑並稱宋元數學四大家。他早年在杭州「訪習於太史,又嘗從隱君子受數學」,1247年寫成著名的〈〈數書九章〉〉。〈〈數書九章〉〉全書共18卷,81題,分九大類(大衍、天時、田域、測望、賦役、錢谷、營建、軍旅、市易)。其最重要的數學成就——「大衍總數術」(一次同餘組解法)與「正負開方術」(高次方程數值解法),使這部宋代算經在中世紀世界數學史上佔有突出的地位。

▲李冶:《測圓海鏡》——開元術

隨著高次方程數值求解技術的發展,列方程的方法也相應產生,這就是所謂「開元術」。在傳世的宋元數學著作中,首先系統闡述開元術的是李冶的《測圓海鏡》。

李冶(1192~1279)原名李治,號敬齋,金代真定欒城人,曾任鈞州(今河南禹縣)知事,1232年鈞州被蒙古軍所破,遂隱居治學,被元世祖忽必烈聘為翰林學士,僅一年,便辭官回家。1248年撰成《測圓海鏡》,其主要目的就是說明用開元術列方程的方法。「開元術」與現代代數中的列方程法相類似,「立天元一為某某」,相當於「設x為某某」,可以說是符號代數的嘗試。李冶還有另一部數學著作《益古演段》(1259),也是講解開元術的。

⑼ 我國古代數學名著有哪些

《周髀算經》是中國現存最早的一部數學典籍,成書時間大約在兩漢之間 (紀元之後).也有史家認為它的出現更早,是孕於周而成於西漢,甚至更有人說它出現在紀元前1000年.
《九章算術》約成書於公元紀元前後,它系統地總結了我國從先秦到西漢中期的數學成就.該書作者已無從查考,只知道西漢著名數學家張蒼、耿壽昌等人曾經對它進行過增訂刪補.全書分做九章,一共搜集了246個數學問題,按解題的方法和應用的范圍分為九大類,每一大類作為一章.
南北朝是中國古代數學的蓬勃發展時期,計有《孫子算經》、《夏侯陽算經》、《張丘建算經》等算學著作問世.
《算經十書》是指漢、唐一千多年間的十部著名數學著作,它們曾經是隋唐時候國子監算學科(國家所設學校的數學科)的教科書。十部算書的名字是:《周髀算經》、《九章算術》、《海島算經》、《五曹算經》、《孫子算經》、《夏侯陽算經》、《張丘建算經》、《五經算術》、《緝古算經》、《綴術》。
公元600年,隋代劉焯在制訂《皇極歷》時,在世界上最早提出了等間距二次內插公式;唐代僧一行在其《大衍歷》中將其發展為不等間距二次內插公式.
賈憲在《黃帝九章演算法細草》中提出開任意高次冪的「增乘開方法」,同樣的方法至1819年才由英國人霍納發現;賈憲的二項式定理系數表與17世紀歐洲出現的「巴斯加三角」是類似的.遺憾的是賈憲的《黃帝九章演算法細草》書稿已佚.
秦九韶是南宋時期傑出的數學家.1247年,他在《數書九章》中將「增乘開方法」加以推廣,論述了高次方程的數值解法,並且例舉20多個取材於實踐的高次方程的解法(最高為十次方程).16世紀義大利人菲爾洛才提出三次方程的解法.另外,秦九韶還對一次同餘式理論進行過研究.
李冶於1248年發表《測圓海鏡》,該書是首部系統論述「天元術」(一元高次方程)的著作,在數學史上具有里程碑意義.尤其難得的是,在此書的序言中,李冶公開批判輕視科學實踐活動,將數學貶為「賤技」、「玩物」等長期存在的士風謬論.
公元1261年,南宋楊輝(生卒年代不詳)在《詳解九章演算法》中用「垛積術」求出幾類高階等差級數之和.公元1274年他在《乘除通變本末》中還敘述了「九歸捷法」,介紹了籌算乘除的各種運演算法.公元1280年,元代王恂、郭守敬等制訂《授時歷》時,列出了三次差的內插公式.郭守敬還運用幾何方法求出相當於現在球面三角的兩個公式.
公元1303年,元代朱世傑(生卒年代不詳)著《四元玉鑒》,他把「天元術」推廣為「四元術」(四元高次聯立方程),並提出消元的解法,歐洲到公元1775年法國人別朱(Bezout)才提出同樣的解法.朱世傑還對各有限項級數求和問題進行了研究,在此基礎上得出了高次差的內插公式,歐洲到公元1670年英國人格里高利(Gregory)和公元1676一1678年間牛頓(Newton)才提出內插法的一般公式.
14世紀中、後葉明王朝建立以後,統治者奉行以八股文為特徵的科舉制度,在國家科舉考試中大幅度消減數學內容,於是自此中國古代數學便開始呈現全面衰退之勢.
明代珠算開始普及於中國.1592年程大位編撰的《直指演算法統宗》是一部集珠算理論之大成的著作.但是有人認為,珠算的普及是抑制建立在籌算基礎之上的中國古代數學進一步發展的主要原因之一.
由於演算天文歷法的需要,自16世紀末開始,來華的西方傳教士便將西方一些數學知識傳入中國.數學家徐光啟向義大利傳教士利馬竇學習西方數學知識,而且他們還合譯了《幾何原本》的前6卷(1607年完成).徐光啟應用西方的邏輯推理方法論證了中國的勾股測望術,因此而撰寫了《測量異同》和《勾股義》兩篇著作.鄧玉函編譯的《大測》〔2卷〕、《割圓八線表》〔6卷〕和羅雅谷的《測量全義》〔10卷〕是介紹西方三角學的著作.

⑽ 我國古代有哪些驚人的數學成就

我國古代數學成就,其實比我們想像中的還要大,並且除了理論性的學說之外,數學還與古代的天文歷法結合起來,創造出了輝煌的成就。

說起圓周率,不得不提起幾位著名的數學家——劉徽、祖沖之。圓周率在我國古代很早就有人研究。我國數學家劉徽首創割圓法,求出了π的近似值,已經精確到了兩位小數。南北朝時期,數學家祖沖之將π進一步精確到小數點後七位,及3.1415926和3.1415927。

說過重要學說和傑出數學家後,也不得不提到我國重要的數學著作。除上文提及的《周髀算經》、《九章算術》和《數學九章》外,還有劉徽的《海島算經》,朱世傑的《算術啟蒙》和《四元玉鑒》,楊輝的《日用演算法》、《乘除通變本末》、《續古摘奇演算法》,趙爽的《周髀算經注》等。

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