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3.2《象數一原》卷二:半分起度弦矢率論

項名達在《象數一原》卷一中,闡明遞加數與眾等腰三角形腰或腰較之率的 係數關係,但對遞加數之根層有奇行卻無偶行,甚至弦率只有奇分,但偶分弦率 卻得不到解決,心中充滿疑惑,因此,他在研究遞加圖時,突發奇想:

見其奇行間偶行,而列對根層適當其半,默有會於半之理,恍然曰:半者,

零五也,弦率之得奇不得偶,由於用全不用半,知整不知零也,於是以半分 起根,遞加全分如整分法,本根求積,別衍成遞加一圖。40

他所建立的遞加圖,根起自半分遞加一分,因此,欲建構配合它的割圓連比例圖 形,項名達的想法為:

以半分起度,遞加全分,亦如整分法,按度出線,別聯成各種兩等腰三角,

三角形既得,迺用率法乘除求得逐形腰底。而偶分弦率,各帶半分之矢率,

均出其閒,考其數,則與半分起根遞加數等。然則非遞加一圖,且不知弧度 之可起半分奚,自而按其形,覈其數哉。今故先論遞加數,以發其所藏,後 詳弦矢率,以證其所合。41

這段文中,我們可以窺見項名達創作「半分起度弦矢率論」的心路歷程。他見遞加

39何紹庚對項名達這種多維幾何體的想法很是推崇,認為項名達這種想法超越了他所處 的時代,是很可貴的,可惜未能引起人們的重視。參考何紹庚〈《象數一原》提要〉,收 入郭書春主編《中國科學技術典籍通彙》數學卷第五冊,頁 5-471。

40項名達,《象數一原》卷二,頁 1。

41項名達,《象數一原》卷二,頁 1。

圖根層無偶行,把空格想成其數半也,居然先製造出一個全新的遞加圖。先有遞

首根

89148 -19380 6460 -3060 1980

462

-1716 -3230 -630

13566 -104006

-29716 9044 -3876 2244 148580

72930 858 -66

1326 -390

-8398 182

230945 12155 -715 -55

-7

每次遞加根差 1,可得下一個根,故第二列依序為1 2,3

2,5 2,7

2,9 2,11

2 ……(將 分母提出,記在最右邊),而遞加圖右半是闊展到根是負數的情況,根也是先從1

2 起跳,相對於左圖根每次遞加 1,右圖根每次遞減 1,如此根那一層每數皆可得 知。42第二個步驟,項名達先求出首平積、首立積、首三乘積、乃至首多乘積,

其位置皆在由右向左斜的粗黑斜線上,其求法本著整分起度的「論遞加數以根求 積法」。而與首平積左邊相鄰的第一數稱為第二位平積,與首立積左邊相鄰的第 一數稱為第二位立積,與首三乘積左邊相鄰的第一數稱為第二位三乘積;而與首 平積左邊相鄰的第二數稱為第三位平積,與首立積左邊相鄰的第二數稱為第三位 立積,與首三乘積左邊相鄰的第二數稱為第三位三乘積,以此類推。我們先以an 表示第 n 位根,b 表第 n 位平積,n c 表第 n 位立積,n d 表第 n 位三乘積,以「論n 遞加數以根求積法」得下列式子:

首平積 1 1 2 3 1 3 2 2 3 2 2 2 a a

b

 

   ,(位置在第三行第二個數)

首立積 1 1 3 4 3 5 8 2 5 3 3 2 b a

c

 

   ,(位置在第四行第二個數)

首三乘積 1 1 4 7 5 7 16 2 35

4 4 2

c a d

 

   ,(位置在第五行第三個數)

……底下類推之。

求完首多乘積後,次求逐位積。以bn1bnan1迭代求逐位平積,得下列式子:

第二位平積 2 1 2 3 3 15 8 2 8

bba    (位置在第五行第二個數) 第三位平積 3 2 3 15 5 35

8 2 8

bba    (位置在第六行第二個數)

……底下類推之。

求首平積左方的數用加,而求首平積右方的數用減。如:

首平積右邊第一位平積 1 1 3 1 1 8 2 8 b a

      (位置在第一行第二個數)

……底下類推之。

42這兩張遞加圖遞加數記分母於右除了根那一層分母為 2 外奇數層分母依序為

3 7 11 15 19 23 27

2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 ,次方間隔 4。偶數層2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 2 , 24 8 12 16 20 24 28次方間隔 4。

接下來以cn1cnbn1迭代求得逐位立積:

第二位立積 2 1 2 5 15 35 16 8 16

ccb    (位置在第六行第二個數) 第三位立積 3 2 3 35 35 105

16 8 16

ccb    (位置在第八行第二個數)

求首立積左方的數用加,而求首立積右方的數用減。如:

首立積右邊第一位立積 1 1 5 3 1 16 8 16 c b

      (位置在第二行第二個數)

然後以dn1dncn1迭代求得逐位三乘積,三乘積以下類推之。此圖中數有正負 之分。從上圖(半分起根遞加圖左半)來看,粗黑斜線之上的數皆為正,而斜線之 下的數皆呈現一負一正層層相間。遞加圖內的數字多為分數,將分數分成分子與 分母,皆記分母於右邊,齊其分母,把分子放入圖中。項名達此處遞加圖的建構 方式,完全是依照「論遞加數以根求積法」來建構,只要首根一旦決定,就可以完 成整個遞加圖。而此遞加圖是從首根(第二行第一個數)1

2起開始遞加,故稱為半 分起根遞加圖。

項名達完成遞加圖後,為了由遞加圖繪製出相應的割圓連比例圖形,他思索 著:

有是數必有是形,既得此半分遞加圖,而兩等邊三角之形即可按數而定,葢 根起半分,則弧分亦宜折半,就折半處作半徑線,剖全弧為二,一端扺圜心,

以分心角一端抵圜界,以起界角,此半徑即第一形中垂線,半徑既為中垂線,

必以半弧正割為第一形腰,正切為其半底,亦即第二形腰矣,第一二形既得,

迺求各形,按首根半分,次根一分半,三根兩分半,各自心角作半徑,界之 是為倍矢弧分,首根次根倂得二分,次根三根倂得四分,三根四根倂得六分,

各自界角作通弦,界之是為通弦弧分,於是,諸線相交成各三角形弦矢率,

遂自此出焉。43

好一句「有是數必有是形」,於是,項名達由遞加圖完成了相應的割圓連比例 圖形,圖形的結構與整分起度的割圓連比例圖形頗為類似,它們也具有相似的遞 歸結構。下圖中,午未是本弧,本弧所對應的弦午未稱為一分通弦。而午界

界未各為本弧的1

2,自界點作甲子 平行午未,且甲子 交心午延長線於甲,甲子

43項名達,《象數一原》卷二,頁 8~9。

交 心未 延長線於子,取金午=木金=火木 =水火=土水皆與本弧午未相等,則 午界 =1

2 午未,稱午界為半分弧,金界 =3

2 午未,稱金界為一分半弧,木界

=5

2 午未,稱木界為二分半弧。界乾界兌=2 午未,界坎界坤=4 午未

 

界艮 界離=6 午未,界震 界巽=8 午未。此處共有十一個相似的等腰三角 形,依序為 心甲子界甲乙 心乙丙  界丙丁 心丁戊界戊己

 心己庚 界庚辛心辛壬  界壬癸  心癸亥 。這些等腰三角形,我們  依次命名,稱 心甲子 為第一形,界甲乙 為第二形,心乙丙 為第三形,…….

心癸亥 為第十一形。如下圖 3-2-3 所示:

圖 3-2-3

我們令半徑心午1,一分通弦午未2,與整分起度同樣的做法,由1

 ,可創造出一個連比列:2 1 2 3 4

2 3 4 5

...

但外觀稍異。由此已可得知第一形心子甲之腰為

11 10 2 9

35 315 462 429 858 2210 6460

2 2 2 2 2 2 2 ...

315 462 429 6460

35 858 2210

2 2 2 2 2 2 2 ...

693 858 715 9044

7 105 1326 3230

2 2 2 2 2 2 2 2 ...

M

        

50項名達,《象數一原》卷二,頁 17。

3 5 7 9 11 13 15

8 4 8 12 16 20 24

7 105 693 858 715 1326 3230

2 2 2 2 2 2 2 ...

L

       

3 5 7 9 11 13 15

9 1 3 7 11 15 19 23 27

63 1155 6006 6435 4862 8398 19380

2 2 2 2 2 2 2 ...

1155 6006 6435 19380

63 4862 8398

2 2 2 2 2 2 2 ...

3003 12870 12155 29716

9 231 8398 13566

2 2 2 2 2 2 2 2 ...

M

        

3 5 7 9 11 13 15

10 4 8 12 16 20 24

9 231 3003 12870 12155 8398 13566

2 2 2 2 2 2 2 ...

L

       

3 5 7 9 11 13 15

11 1 3 7 11 15 19 23 27

99 3003 30030 109395 92378 58786 89148

2 2 2 2 2 2 2 ...

3003 30030 109395 89148

99 92378 58786

2 2 2 2 2 2 2 ...

9009 72930 230945 148580

11 429 176358 104006

2 2 2 2 2 2 2 2 ...

符號),但在彼此遞求的過程中,一則遞加數遞加過程中處在遞加的狀態,另一

3003 21450 60775 29716

165 41990 22610

10 ...

類推之,則 2

(2 4)

我們把遞加圖第 n 行和第 n+2 行相併( n 為奇數),即可求出倍矢率。其併根為

因為本文斷句的問題而產生誤解。本文如下所示:

 

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