汪曉明
楊輝,字謙光,錢塘(今浙江杭州)人,是南宋著名的數(shù)學(xué)家,與秦九韶、李冶、朱世杰并稱“宋元數(shù)學(xué)四大家”.從1261年到1275年,楊輝先后完成數(shù)學(xué)著作5部,共21卷,即《詳解九章算法》12卷,《日用算法》2卷,《乘除通變本末》3卷,《田畝比類乘除捷法》2卷和《續(xù)古摘奇算法》2卷(其中《詳解》和《日用算法》已非完書).后三部著作合稱為《楊輝算法》.楊輝在總結(jié)前朝數(shù)學(xué)家的成果時(shí),又極大地創(chuàng)新和發(fā)展了數(shù)學(xué)技術(shù),推動(dòng)了中國算數(shù)領(lǐng)域的進(jìn)步。
四階以上的縱橫圖,楊輝只畫出圖形而未給出作法.但他所畫的五階、六階乃至十階縱橫圖全都準(zhǔn)確無誤,可見他已經(jīng)掌握了高階縱橫圖的構(gòu)成規(guī)律.他的十階縱橫圖叫百子圖(圖4),各行各列的數(shù)字之和均為505。
三、楊輝三角
楊輝在《詳解九章算法》一書中還畫了一張表示二項(xiàng)式展開后的系數(shù)構(gòu)成的三角圖形,稱做“開方做法本源”,現(xiàn)在簡(jiǎn)稱為“楊輝三角”,如圖5。
楊輝三角最本質(zhì)的特征是,它的兩條斜邊都是由數(shù)字1組成的,而其余的數(shù)則等于它肩上的兩個(gè)數(shù)之和。
北宋時(shí)期出現(xiàn)了一種名為增成法的算術(shù),楊輝理解其中的規(guī)律后,進(jìn)一步完善了增成法的運(yùn)算和適用范圍.楊輝認(rèn)為,增成法雖然在一定程度上避免了試商,但當(dāng)被除數(shù)增多時(shí),運(yùn)算量不僅會(huì)加大,正確率也不高.楊輝在所著《乘除通變算寶》一書中,概括了簡(jiǎn)便的計(jì)算規(guī)律,比如“歸數(shù)求成十”“歸數(shù)自上加”等,為百姓解決計(jì)算問題提供了很多的方便。
楊輝在數(shù)學(xué)上的研究重點(diǎn)在于改進(jìn)籌算乘除計(jì)算技術(shù),總結(jié)各種乘除捷算法,這也是由當(dāng)時(shí)的社會(huì)狀況決定的.唐代中期以后,社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到較大發(fā)展,手工業(yè)和商業(yè)交易都具有相當(dāng)大的規(guī)模,因此,人們?cè)谏a(chǎn)、生活中需要數(shù)學(xué)計(jì)算的機(jī)會(huì)大大增加,這種情況迫切要求數(shù)學(xué)家們?yōu)槿藗兲峁┍阌谡莆?、快捷?zhǔn)確的計(jì)算方法.楊輝不遺余力地改進(jìn)了計(jì)算技術(shù),大大加快了運(yùn)算工具改革的步伐。
語數(shù)外學(xué)習(xí)·高中版中旬2020年9期