此小節為《莊氏算學》中的卷六,包含了正方形、長方形、斜方形、三角 形、方環形、圓面、橢圓、圓環形等十種,主要是給予不同的條件求出欲求之 值。莊亨陽在卷六中,即使是同一種形狀也提出了許多不同情況下的算法,例 如:已知正方形的邊長,欲求對角線長;或是已知正方形的對角線長,欲求正 方形的邊長。另外,這十種形狀是由簡單至複雜,讓讀者能逐步了解其內容。
筆者在此部分將提出其中幾題作介紹。
5.2.1. 正方形
設正方邊五十尺,求對角斜線。
【術】以方邊五十尺自乘得二千五百尺,倍之得五千尺,開方得七十尺七寸一 分零六毫有餘即對角斜線
圖 5.8
現代表示法:
∆ABD面積 (50 2) 50
50 50 2
= × × = ×
ABCD為正方形,∴所求AB= 50 50 2× × =50 2
5.2.2. 長方形
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設長方形長十二尺,濶八尺,今將長積倍之仍與原長方同式,52問得長濶各幾
【術】以中長七十五尺與底濶八十尺相乘得六千尺,折半得三千尺即三角形面
延長 AC 直線並作 AB= AG交 AC 直線於G點
凡是有關三角形面積、底、高,皆可由面積=
形的面積=
400×4=1600,4000-1600=2400,2400÷4=600=戊己辰寅面積 600÷20=30=戊己,30+20×2=70=甲乙
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圖 5.12
5.2.8. 圓環形
設外周二十一尺三寸,內周七尺一寸,濶二尺二寸六分,問面積。
【術】用圓徑求周法,以內徑數求得內周,外徑數求得外周,又以內徑與外徑 相減餘數,折半為環濶,依前有內外周及濶求面積法,算之即徑。
現代表示法:
外周=21.3,內周=7.1,BC=2.26
面積 21.3 7.1 2 2.26
= + × = 32.092=32 尺 9 寸 20 分
解釋:
2 2 2 2
( )( ) ( )
2
R r
R r R r R r π π R r
π −π =π + − = + × −
圖 5.13
設面積三尺三十六寸,內周一尺一寸,求外周併濶。
【術】以內周一尺一寸,用周求徑法,求得內徑三寸五分零一毫有餘,又用周 徑求積法,求得內周原面積九寸六十二分七十七厘五十毫,與圓環積三尺三十 六寸相加得三尺四十五寸六十二分七十七釐五十毫,即外周圓面積;乃用有圓
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面積求徑法,求得外周徑二尺零九分七釐七毫,內減去內徑三寸五分零一毫餘
5.2.9. 圓面
設原徑一尺二寸,求周。
【術】用周徑定率比例,以徑數一一三為一率,周數三五五為二率,現設原徑 一尺二寸為三率,求得四率三尺七寸六分九釐九毫有餘即所求之圓周。
現代表示法:
利用周徑定律比例知
直徑:圓周=113:355 ⇒ 113:355=1.2:x(x為周長),則所求=x ≈3.7699
設徑八寸,求面積。
【術】用徑求周法,求得圓周二尺五寸一分三釐二毫七絲有餘,折半得一尺二 寸五分六釐六毫三絲有餘,又將徑八寸折半得四寸,兩折半數相乘得五十寸二 十六分五十四釐八十二毫,即所求之圓面積
現代表示法:
直徑求面積
2 2
=圓周 直徑×
由周徑定率比例:直徑:圓周==113 : 355=8 : x⇒ ≈x 25.1327433 25.1327 8
( ) ( )
2 × 2 ≈ 50.265486=50 寸 26 分 54 釐 86 毫
圖 5.15
<補充說明>
因為在當時尚未引入π,因此皆以比例的方法算之,有關直徑、圓周、
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圓面積的關係皆是以 直徑:圓周=113:355、面積=
100000000:785398163=54:x⇒ x=424.115 即為所求
設橢圓積四十二尺四十一寸一十五分零六十四毫,大徑九尺,問小徑(積求徑)。
利用比例算
當圓形直徑=正方形邊長時
正方形 100000000 圓形 785398163
100000000:785398163=424.115:x⇒ x=54=長方形面積 54÷9=6=小徑即為所求