II. 3《方圓算經》簡介與重要性
IV.2 圓充方與弧中截斜
,其中
,(其中 m-(2t-1) 0, ),其中 a 為面,m 為距數, 為周法,n 為角數,k 即為第 k 差,m 。348
IV.2 圓充方與弧中截斜
《方圓算經》第三卷名稱是「圓充方」,包含圓充方與弧中截斜兩部分。圓 充方(即圓內接正多邊形)包括求角面、求距面斜弦、求距面矢等於 IV.2.1 節討論。
弧中截斜包括求距斜矢、求距斜弦於 IV.2.2 節討論。
IV.2.1 圓充方
筆者按照圓充方的編排順序呈現求角面、求距面斜弦、求距面矢。現在筆者 將圓充方求角面的原術文置於左欄,而右欄是用現今數學符號說明。
原術文:
方圓算經 卷三 圓充方
第一、求角面
解曰:全圓之內充邊容方由圓徑以 求角面術也。
圓徑三段、如角數而一、為原數。
解曰:假如、圓徑一尺、充內 容十角、置徑、以三乘之、得三十寸、
為實、以角數十除之、得原數。
原數三寸
置角數冪一段、內減三十六、餘以 乘原數、為一差實、以角數冪二十四段 除之、得一差。
由陰率得逐差也、角數冪一百,內 減三十六、餘六十四、以乘原數、得一 百九十二寸、為一差實、以角數冪二十 四段得二千四百除之、得一差。
一差○寸○八
用現今數學符號的說明:
由圓內接正多邊形,利用圓直徑求角 面。
我們假設圓徑為 d,角數為 n。
原數= 。
假如圓徑 d 為 1 尺(即 10 寸),角數 n 為 10,則原數=
=3 寸。
一差= 原數
各差數的除數由陰率得到,陰率即 2 3=6、4 5=20、6 7=42、…。經筆者觀 察,各差數的除數為四倍的陰率。
一差=
=0.08 寸。
348 此一般式參考孫成功,〈松永良弼《方圓算經》中之級數論〉,《第五屆漢字文化圈及近鄰地區 數學史與數學教育國際學術研討會會議論文》第 77 頁的公式;徐澤林,《和算選粹》,頁 394。
131
132
133
134 9.510630263071 寸。
做到五差的二十角距三弦
135
,361其中 d 為圓直徑,m 為距數,
m , 為距 m 面弦,n 為角數。
圖 IV.2-1《方圓算經》書影362 圖 IV.2-2 圓充方距面矢363 筆者將圓充方求距面矢的原術文置於左欄,而右欄是用現今數學符號說明。
原術文:
第三、求距面矢
解曰:距一面矢者、即角面外之小 矢也。距二面弦外之矢也。距三面矢 者、距三面弦上之矢也。距面矢皆仿於 此。
置圓徑、以距數冪九段乘之、以角 數冪四段除之、為原數。
解曰:假如圓徑一尺、充內容十 角、求距三面矢者、置徑,以距數冪九 段乘之、得九十寸、又以九段乘之、得
用現今數學符號說明:
距一面矢即距一面弦(就是角面)上的 矢,距二面矢即距二面弦上的矢,見圖 IV.2-2。
我們假設圓直徑為 d,距數為 m,角數 為 n。
原數=
。
假如圓直徑 d 為 1 尺(即 10 寸),角數 n 為 10,距數 m 為 3。
361 徐澤林的《和算選粹》第 395 頁的求距面斜弦公式有誤,應校改成此公式。《第五屆漢字文化 圈及近鄰地區數學史與數學教育國際學術研討會會議論文》第 78 頁,孫成功的〈松永良弼《方 圓算經》中之級數論〉中有類似的求距面斜弦公式,但有錯,他的數學式也應改成此公式。
362 圖下載自 http://ref-ap.library.pref.chiba.lg.jp/gazou/gazou_frm_syosai.php?q=18438869&id=20。
363 圖 IV.2-2,引自徐澤林,《和算選粹》,頁 438。
136
八百一十寸、為實、置角數、自乘、四 之、得四百、以除實、得原數。
原數二寸○二五
角數冪一段,內減距冪九段、餘以 乘原數、為一差實、以角數冪一十二段 除之、得一差。
角數冪一段得一百,內減距冪九段 得八十一、餘一十九、以乘原數、得三 十八寸四七五、為一差實、以角數冪一 十二段得一千二百除之、得一差。後仿 於此。
一差○寸○三二○六二五364 角數冪四段,內減距冪九段、餘以 乘一差、為二差實、以角數冪三十段除 之、得二差。
二差○寸○○三四○九三一 二五
角數冪九段,內減距冪九段、餘以 乘二差、為三差實、以角數冪五十六段 除之、得三差。
三差○寸○○○四九八六一 一九五三一二
角數冪一十六段,內減距冪九段、
餘以乘三差、為四差實、以角數冪九十 段除之、得四差。
四差○寸○○○○八四一五 四六一七四二
角數冪二十五段,內減距冪九段、
餘以乘四差、為伍差實、以角數冪一百 三十二段除之、得五差。
五差○寸○○○○一五四二 一九七一一七
遞推之,得逐差數、以疊加於原 數、得所求距矢。
十角距三矢、二寸○六一○七
十角距三弦的原數=
=2.025 寸。
一差= 原數
。
一差=
0.0320625 寸。
二差= 一差
。
0.0034093125 寸。
三差= 二差
。
0.00049861195312 寸。
四差= 三差
。
0.00008415461742 寸。
五差= 四差
。
0.00001542197117 寸。
繼續仿此得到逐差數,原數+一差+二 差+三差+四差+五差+…=距面矢。
364 徐澤林的《和算選粹》第 439 頁寫「○寸三二○六二五」,經筆者上下文對照後發現有誤,故 校改之為「○寸○三二○六二五」。
137
○○○一○四一365 做到五差的十角距三矢
2.061070001041 寸。
整理求距面矢術文的說明,距面矢=原數+一差+二差+三差+四差+五差+…,
367 圖下載自 http://ref-ap.library.pref.chiba.lg.jp/gazou/gazou_frm_syosai.php?q=18438869&id=20。
368 圖 IV.2-4,引自徐澤林,《和算選粹》,頁 440。
138
139
0.000368050176 寸。
四差= 三差
0.00005116715335 寸。
五差= 四差
。
0.00000764096156 寸。
繼續仿此得到逐差數,原數+一差+二 差+三差+四差+五差+…=距斜矢。
做到五差的五斜距三矢 0.7541287462909 寸。
整理求距面矢術文的說明,距面矢=原數+一差+二差+三差+四差+五差+…,
140
0.00981467136 寸。
四差= 三差
算經》中之級數論〉中有類似的求距斜矢公式,但有錯,他的數學式也應改成此公式。
141
0.00170557177856 寸。
五差= 四差
。
0.00030563846271 寸。
繼續仿此,求逐差數,原數+一差+二 差+三差+四差+五差+…=距斜弦。
做到五差的五斜距三弦 5.281063641601 寸。
整理求距斜弦術文的說明,距斜弦=原數+一差+二差+三差+四差+五差+…,