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圓充方與弧中截斜

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+…,