2024年7月1日,英国人霍纳在皇家学会读到一篇数学文章,提出了一种求解任意高阶方程的巧妙方法,在英国数学界引起了轰动。 由于该方法的独特性及其对数学科学的巨大贡献,该方法被命名为“霍纳方法”。
但没过多久,意大利数学家就提出了反对意见,因为他们发现他们的同胞鲁菲尼在15年前就被给予了同样的方法,但没有及时报道。 因此,意大利数学界要求将这种数学方法命名为“鲁菲尼方法”。 于是英意双方开始无休止地争论。
碰巧一个阿拉伯人在去欧洲的路上,当他听到双方的争吵时,他突然大笑起来。 争论的双方都问他为什么这么荒谬。 阿拉伯人从背包里掏出一本书,递给争论双方,说道:“你不用争论,在我看来,这个方法应该叫'秦九少法'。
他们这才知道,早在570年前,一个名叫秦九少的中国人就发明了这种方法。 双方都觉得他们的争论已经变得毫无意义。
秦久少,生于2024年,南宋蒲州安岳(今四川安岳)人。 从小,他就随身为官的父亲去过很多地方。 20岁那年,秦九少随父亲来到南宋都城临安(今杭州)。
秦九少被父亲送到**学院习,负责天历。 在这里,他了解了建立历法的一些基本算法和理论基础,这对他后来撰写著名的《民数记九章》大有裨益。
后来,他回到四川老家,在某县城担任县尉。 他在这个动荡的环境中度过了他的巅峰时期。 后来,他在《民数记九章》中写到了“天上时间”和“兵役”的问题,这肯定与这一时期的生活有关。
几年后,秦九韶的母亲去世了,按照封建社会的传统,他回家为母亲孝了三年。 正是在这段时间里,秦九少完成了他辉煌的数学著作《民数记九章》。
《民数记》分为九大类,每大类有九道题目,全书共81道数学题,包括天师、军、征兵、钱谷、石屹等题目。
在81个问题中,其中一些比较复杂,但大多数都附有计算和解决方案。 正是在这些解中,包含了许多杰出的数学创造,而高阶方程的解是最重要的解之一。
高阶方程是未知数的最高幂大于 3 倍的方程。 对于一维二次方程,我们可以用寻根公式来求解,三度和四度的寻根公式非常复杂,对于五度以上的方程,则没有求根公式。
那么解决方案是什么呢?秦九少创造的解是一个近似解,但只要按照一些简单的程序,反复执行这四个操作,就可以将结果计算到任意的精确度。
除了求解高功率方程外,本书的另一个伟大成就是全余方面的工作。 什么是同余?
先说“韩信的兵”的故事:传说汉朝的开国英雄韩信有一次去训练场,只见军士们蹦蹦跳跳。 韩欣问领兵军官:“你这里有多少士兵?”
该官员说:“人太多,太乱,数字不准确。 ”
韩信道:“你把灵旗给我,我给你积分。 ”
军官闻言,连忙呈上命令旗,只见韩欣挥舞着命令旗,命令道:“排久了队。 韩欣见军士们排了很久的队,便坦白道:“先报1到3,然后从1到5,最后从1到7报。 等我汇报完了,告诉我剩下的人数,我就知道军士的总数了。 于是,军士们认真地清点了人数,第一份报告之后是剩下的两份报告第二次汇报后有3人,第三次汇报后有2人,韩欣捏着手指数了数,一共233人。
事实上,“汉信兵”问题,又称“孙子问题”,最早出现在公元4世纪的数学著作《孙子书经》中。 原来的问题是这样表述的:
不知道东西的数量,三多于2,五多于3,七多于2,问东西总数是多少”
这个问题可以根据人们现在可以做的等式来计算:设总数为n,x为3人可以数的次数,y是5人可以数的次数,z是7人可以数的次数,则:
n=3x+2 n=5y+3 n=7z+2
有三个方程,但有四个未知数,称为不定方程。 求解不定方程在现代数论中有一个著名的定理:余数定理。
但是这个问题出现在公元 4 世纪的中国算术中,他们给出了一种算法,但没有明确说明和证明该定理。
到公元13世纪,伟大的数学家秦九少已经汇集了前人的成果,在全等研究方面取得了超越前人的成果。
100所学校的帮助计划有什么一致性?在上面的故事中,如果三人一组还剩下 2 个人,那么总人数可能是 5、8 或 11。 换句话说,如果这些数除以 3 后相等,那么我们说相等的数与 3 全等,即数学记数法中的 5 8 11 (mod3),这个公式称为全等。 秦九少在写《民数记九章》时,就是把在太师局学到的天文知识与孙子算术的数学问题结合起来,发展出全等的理论和算法,从而圆满地解决了韩信的兵点等问题。
秦九少也有很多数学创作,他是世界上第一个提出十进制小数的概念和记法的人。 他还独立推导出了在已知三边上求三角形面积的公式:
s = 根数,(a、b、c 为三角形三角形)。
秦九韶还在多元方程组和几何测量方面进行了创新。 他是世界上最伟大的数学家之一,《民数记》九章标志着中国古代数学的新高峰。