第Ⅲ章、《三部抄》的內容分析(上)
Ⅲ. 1、「解見題之法」之簡介暨內容分析
本卷為關孝和的《三部抄》中較為基礎的一卷,所謂的『見』通『現』,顯 現的意思,所謂見題,就是以算術方法來求解的簡單問題,而從文本中也可以看 出,而在本卷中,主要處理幾何圖形的度量問題。本卷就內容而言主要可分為四 個部分:加減第一、分合第二、全乘第三、折乘第四,分別簡述如下:
1. 加減第一:定義加法與減法的驗算意義。
2. 分合第二:說明以符號代表數字的概念,也就是假設未知數的概念,關孝 和在此稱為「傍書法」,所謂傍書法即在一條短豎線旁邊寫上文 字做為記號來表示數量關係的一種方法,例如:“甲加乙”、“甲 減乙”、“甲乘乙”在文本中分別寫成“|甲|乙”、“|甲 乙”、“|甲乙”,
甲 、2 甲 、3 甲 則分別寫成 “4 甲 巾”、“
甲 再 巾
”,“甲
三”,其中巾是冪(平
方)的簡寫,而 3 甲、-12 戊則 分別寫成“ ”、“ ”,
113而傍書法所表示的數學式子的變化,在「解隱題之法」中出現 的頻率較高。
3. 全乘第三:討論幾何圖形中「正形」度量的幾何圖形度量計算問題,所謂的 正形指的就是長方形(含正方形)、長方體(含正方體)之類的幾何圖 形,其面積或體積是由縱、橫、高三者相乘後直接得到而不需再
113 參閱吳培群,《關孝和》。
甲 戊
乘以某一個分數系數,因此稱之為「全乘」。114
4. 折乘第四:討論幾何圖形中「非正形」(變形)的幾何圖形度量計算問題。文 本中依次介紹直角三角形的面積公式、梯形的面積公式,勾股定 理的證明、求方錐的體積公式及算法,方切籠及蕎麥形的體積,
橢圓面積之計算,求畹背長。就直角三角形、方錐而言,其面積 與體積的計算公式為縱、橫、高三者「全乘」後,再分別乘以二 分之一與三分之一,故因而稱為「折乘」。115
一、加減第一之內容分析 附并
加減的部分只蓋略的提到加減法應根據題目的意旨「兩位相併者謂加,兩位 相消者謂減。」116,此外也論及并與加法的運算是相同的,117這裡的「兩位」,
前者指的是被加數與加數﹔後者指的則是被減數與減數。而後關孝和附上四個與 加減有關的題例。我們先看加法例子:
(一)加法二例:
1. 假如有直、長若干,平若干問和。置平,加入長,得和。
2. 假如有甲若干,乙若干,丙若干,問相併共數。置甲,加入乙得數又 加入丙,得共數。118
以現代符號表示,文中的兩位加法與三位加法相當於a b
與
a b
c。接著關氏以生活化的例子來敘述減法,我們給出減法例子。
(二)減法二例:
1. 假如有直、長平和若干,平若干,問長。置和,減平,餘得長。
2. 假如有甲、乙、丙相并數若干,甲若干,乙若干,問丙。置共數,減 甲,餘又減乙,餘得丙。119
114 參閱徐澤林,《和算選粹》,頁 93。
115 參閱徐澤林,《和算選粹》,頁 93。
116 轉引自徐澤林,《和算選粹》,頁 103。
117 兩位得和謂之「加」,多位得和謂之「并」。
118 同註 116。
119 同註 116。
減法中,關氏自兩位減法a b
擴展到到三位相減
a b
c,以上只是簡單的加減法運算,其用意為在後續計算上給予語詞上的程序性定義。
二、分和第二 附添、削、化
關氏於文中提到「分合者,依術意,圖正副與段數,而傍書加、減、相乘者 名,宜分之合之」,120也就是說這個部分會根據題目的意思來產生某些未知數的 正副與係數,而依照傍書的方式就可以進行加、減與相乘,其中計算的過程可能 會分開計算,也可能會合併計算,以下面第(一)、(二)例就可以明白其「分」與
「合」之意。
(一)乘法對加法的分配律
原題: 假如有四不等,甲若干,乙若干,丙若干,問積。
解法一(分術):置甲,以乙相乘,得二段右積
甲乙
。置甲,以丙相乘,得二段 左積甲丙
。二積相并,折之得積。解法二(合術):置乙,加入丙,得共數以甲相乘 甲丙甲乙,折半之,得積。121
根據關孝和的解法,我們可用現代的表示法分別敘述如下:
解法一(分術):二段右積 = 甲 乙 , 二段左積 = 甲 丙 ,
+ +
= =
2 2
右積 左積 甲乙 甲丙
積
解法二(合數):
+
= 2 乙 丙 甲 積
從原題的敘述,較難看出原題所求的積是指什麼,但透過文中的附圖Ⅲ.1-1 就可以窺之一二。
120 轉引自徐澤林,《和算選粹》,頁 103。
121 同註 120。
乙 右 甲 丙
左
乙 右 甲 丙
左
乙 右 甲 丙
左
圖Ⅲ.1-1 分合術解釋圖
從原文解法一中: 置甲,以乙相乘,得二段右積
甲乙
與置甲,以丙相乘,得二段左積
甲丙
。可看出關氏的解法乃是利用長方形的對角線可將其面積等分 的原理來解此題,我們以下圖來說明:乙 右 甲 丙
左
乙 右 甲 丙
左
橘色的區域為二段右積=甲×乙 黃色的區域為二段左積=甲×丙
兩積相并=右積×2+左積×2 折半得積
甲
丙 乙
乙 右 甲 丙
左
C B A
D
從原文解法二中可看出關氏先將乙與丙相加後再乘以甲,而我們以下圖就 可以清楚的看出其解法二與上述解法一殊途同歸。