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內容比對後之整理分析

前二節已將《精蘊本》與《批校本》、《巴蒂本》逐一比對,本節則是從這些 增刪的內容、比對結果作一整理分析。

一、《精蘊本》同時參閱《巴蒂本》及《批校本》

從第四章第二節,《精蘊本》與《批校本》之比較中,可以發現《精蘊本》

大體上是將《批校本》的內容重新編排卷次,稍加增刪而來。但編輯《精蘊本》

時,應也同時參閱了《巴蒂本》,而不全然照著《批校本》的內容作修訂。這可 從以下說明看出:

(1)《精蘊本》卷二第三:「凡三角形,其三邊線度等者,為等邊三角形。兩邊線 度等者,為兩等邊三角形。三邊線度俱不等者,為不等邊三角形。」對應於

《巴蒂本》II-7,但《批校本》卻無。

(2) 《精蘊本》卷五第二十五,對應於《巴蒂本》的 V-33,但在卻是放在《批校 本》卷六第七十四節。故《精蘊本》在安排命題次序時,應也同時參閱巴蒂 之原著。

只是,《巴蒂本》是先譯成《滿文本》,再譯成《批校本》,《精蘊本》的編者應不 懂得法文,故筆者猜測《精蘊本》或許是參閱《滿文本》,而非直接參閱巴蒂之 原著。但因筆者無法取得《滿文本》的內容,故未能對此問題作澄清。

二、《精蘊本》刪除或改寫《批校本》譯自《巴蒂本》之命題

《批校本》是以滿文本為底本所翻譯之漢文抄本,滿文本又是由張誠等傳教 士根據《巴蒂本》所撰寫的幾何教材,故內容上多數照著原著翻譯而來,但《精 蘊本》編寫時,卻刪除或改寫了不少《批校本》翻譯自《巴蒂本》的內容,以下 列舉其中幾道命題:

(1)《批校本》卷一第十九:「凡畫一直線,至於他直線,所成之二角,或為二直 角,或與二直角相等。」《批校本》卷一第二十:「如一邊線相兼有二角,此 二角,或為直角,或與二直角相等。斯二角兩邊之二線,必為一直線。」後 者為前者之逆命題,《精蘊本》只保留第一道命題,卻刪除第二道命題。

(2)《批校本》卷一第三十二:「凡論道者,有正論、有變論。設如角限九十度者,

此角謂之直角,既為直角,必為九十度也。變論之者,正論之理無差,變論

之理亦無差。正論之理有失,變論之理亦失矣。較之第三十一節所云。兩平 行線一邊內之二角,與二直角相等之謂者。而變論之,則兩線一邊內之二角,

與二直角相等。此兩線必云為平行線也。」《批校本》卷一第三十三:「第二 十八節所云,若在二橫平行線畫一直線,交加於上。則二線內外一邊之二直 角俱相等之謂者,而變論之。二線內外一邊之二角既相等,則二橫線必成平 行直線可知矣。」此兩節分別對應於《巴蒂本》卷一33、34。《巴蒂本》第 33 所敘述的是若是兩直線平行,其同側內角互補;反之,兩直線間之同側內 角互補,則此兩直線必平行。第34 則是兩直線間之內錯角相等,則此兩直線 必平行。此為平行線性質之逆命題,《精蘊本》卻刪除之。

(3)《批校本》卷二第六:「凡形與別形合並,若俱相符,其度必等,將前節詳審 之,而此節自明矣。」此為對圖形全等的說明,《精蘊本》刪除之。

(4)《批校本》的卷三第三、第四直接譯自《巴蒂本》的 III-7、 III-8,先說明對 角線的定義,再說明平行四邊形的一條對角線分成兩個全等的三角形。36《精 蘊本》將其合為卷三第三節,並將原本用ASA 全等性質所證明的方法改寫 內容,反而變得很不嚴謹。

(5)《批校本》卷三第十四與《巴蒂本》III-18 內容相同,內容為兩平行線內有一 個平行四邊形與三角形同底,則三角形面積是平行四邊形面積的一半,《數 理精蘊》刪除此命題。

(6) 《精蘊本》卷八第八:「凡大小同式多邊形。分為衆三角形。其相當三角形 之式俱相同也。」《精蘊本》在此題的證明方式捨棄了《批校本》翻譯自《巴 蒂本》的證明,底本的證明較具嚴密性,但在《精蘊本》中卻自行改寫了一 個錯誤的證明推理,將已知變成求證,求證變成已知。37

(7) 巴蒂是歐洲第一個證明有關直角三角形邊上的月形 面積的定理之人,此命題放在《巴蒂本》VI- 63:「直 角三角形abc,以斜邊 bc 為直徑作一半圓,兩股 ab、

ac 為直徑作兩小半圓,則直角三角形的面積等於兩 個小弓形bna,amc 的面積和。」《批校本》卷六第

六十五即是《巴蒂本》VI-63,但《精蘊本》卻刪除,一般國中教材都會在評 量題目上看到此題之應用。

三、 《巴蒂本》有,但《批校本》及《精蘊本》皆無之命題

36 《批校本》及《精蘊本》無「全等」之名詞,而是用「相等」、「相同」來代替。

37 詳細說明見本論文第五章第一節。

o

m n

b c

a

《巴蒂本》原書共有九卷,卷七、卷八 (內容為不可度量、級數、對數) 未 譯出。其餘七卷也都有部分命題為《批校本》及《精蘊本》所無,此部分因題數 較多,不一一列出,讀者可自行參閱本論文第四章的比對。以下僅列出幾道命題 作分析。

(1) 《巴蒂本》第四卷被刪去的內容如下 IV-17 內容為弦切角與圓周角相等性質。

IV-20 說明每一個三角形皆可為圓內接三角形(以兩邊中垂線交點為圓心,即 可畫出一圓通過ABC 三頂點,利用 SAS 全等性質證明)。

IV-21 說明每一個三角形皆可為圓外切三角形(以兩內角之角平分線交點為圓 心,即可畫出一圓與三角形ABC 三邊相切)。

IV-22 內容為圓內接四邊形對角互補性質(證法利用 17:弦切角與圓周角相 等)。

IV- 23 為 22 的逆性質:四邊形若對角互補則必為圓內接四邊形。

IV-28 說明等腰三角形 abc 大於弓形面積 abc 的一半。(圖 4.3.1)

圖 4.3.1

IV-29 說明直角三角形 dbc 大於三角形 abc 面積的一半,小於 ab、bc 與弧 ac 所圍成的區域。(圖 4.3.2)

圖 4.3.2

IV- 30:利用 28、29 所提的性質,及歐幾里得的《原本》卷 10 命題 1:「考 慮兩個不相等的量,如果從較大的量減去大半 (超過一半),再從剩餘的部份 減去大半 (超過剩餘部份之半),這種手續反覆進行,最後必定有某一剩餘量 比較小的量 (開始考慮時的兩量之一) 為小。」以此命題 1 為基礎,再將三 角形、六邊形、十二邊形……不斷分割,最後多邊形面積會接近圓面積。

弦切角性質在幾何教材算是一個頗為實用的性質,雖然它不是一個非必 要介紹的性質,但有許多的證明或應用,如果有了弦切角的性質,可讓算式 或推理過程精簡許多。例如:

【已知】兩圓內切,P 為切點

【求證】

CD

平行 AB

【證明】過切點P 作切線 PQ

小圓中,弦切角∠QPD=

2

1PD 劣弧=∠1

大圓中,弦切角∠QPB=

2

1PB 劣弧=∠2

∵∠QPD=∠QPB ∴∠1=∠2,故

CD

平行 AB ,因此 得證。

如果沒有「弦切角等於夾弧所對之圓周角」性質,此題必須利用「切線垂 直於半徑」與「圓周角等於對弧二分之一」的性質而得,將會使得證明過程 變得很繁雜。《批校本》翻譯時即刪除了弦切角的性質,究竟是張誠等傳教士 認為此命題無須譯出?還是一向重視實用價值的康熙帝覺得此命題可有可 無,並非必要?筆者認為後者成分較大,因為無論是《批校本》或《精蘊本》

的內容,康熙帝是最重要的決策者,命題的增刪,應是由皇帝的數學觀所決 定。

又《巴蒂本》IV-28、IV-29 與 IV-30 此三個與證明圓面積有關的命題被 刪去,因《巴蒂本》與《精蘊本》採用不同的方式證明圓面積公式。兩者都 是利用窮盡法的概念,巴蒂的理論來自於阿基米德,38《精蘊本》則承襲劉 徽窮盡分割的概念。

(2)《巴蒂本》第五卷被刪去的內容 V-5 定義角錐

V-6 說明角錐(pyramid)的底面(base)為多邊形(polygone)

V-7 定義圓錐(cone),說明圓錐的底面為圓形,頂點到底面圓心的連線稱為 軸線

V-8 定義角柱 V-9 定義平行角柱 V-10 定義圓柱

38 參考本論文第四章第一節。

V-11 定義圓柱的軸線:兩個底面圓心的連線 V-14 圓球體的圓心到表面的距離皆相等

V-15 兩條相交的直線在同一平面上,並且每一個三角形的角和邊都在同一平 面上。

V-16 如果兩平面相交,則他們的交跡是一條直線

V-20:如果兩條直線互相平行,在兩直線上各任取一點,則連接兩點的直線 和兩平行線在同一平面上

第五卷被刪去的內容偏向定義的介紹,康熙帝應是認為上述的說明是不 必要的內容,可精簡之。《精蘊本》卷五第十三「凡各種面内所積之實為體。

而皆因其面以名之焉。」再附上圖形,即能清楚向讀者傳達各種立體圖形的 基本形狀,故無須做細項之定義。

(3)《巴蒂本》的 VI-68 (即是國中教材的圓切割性質):ab 為圓 之切線切於b,ad 為圓之割線與圓交於 e,則

ea : abab : ad

證明過程有用到弦切角性質 (《巴蒂本》IV-17),但《批校 本》及《精蘊本》在卷四中並未有此性質,故圓之切割性質 亦未譯出。

四、 《巴蒂本》無,《批校本》及《精蘊本》皆有之命題

(1)《精蘊本》卷五第二十四:圓柱體外周面積與長方體底面積相等,圓柱體底 面半徑與長方體高度相等,則圓柱體體積為長方體體積的一半。

《巴蒂本》並無此題,《批校本》放在卷六第七十七,證明用類似窮盡法的概 念,分割成千萬個小長尖體,文中未如劉徽所言「割之又割,以至於不可割」,

但在觀念上亦相去不遠。

(2)《精蘊本》卷八第十二:凡圓面徑與撱圓面一名鴨蛋形。髙度等者。其面積互 相為比之比例。即同於函兩形各作切方形互相為比之比例。而圓形面積與撱 圓形面積互相為比之比例。又同於圓形徑與撱圓形小徑互相為比之比例也。

《精蘊本》將此題放入此卷中,似乎有點突兀,或許是因為此卷都是言平 面圖形的比例關係,所以,編者覺得應將此題收入於此卷中,而不是卷十立 體圖形中。《批校本》將此題放在卷六第七十九、第八十中,穿插在立體圖形 的體積及表面積性質中;此命題未見於《巴蒂本》與歐幾里德的《原本》,但

d e b

a

卻出現於阿基米德的著作《截錐面與橢球》中,39猜測雖然《批校本》主要 仍以《巴蒂本》為依據,但阿基米德的著作應該也是張誠等傳教士編寫幾何 教科書所參考的來源之一。

(3)《批校本》卷六第七十一~第九十,主要談論球體、長圓體、橢圓體、尖圓 體與長方體之間的體積與表面積關係,此部分為《巴蒂本》所無,應是傳教

(3)《批校本》卷六第七十一~第九十,主要談論球體、長圓體、橢圓體、尖圓 體與長方體之間的體積與表面積關係,此部分為《巴蒂本》所無,應是傳教