第 4 章 《度測》的內容分析(二)
《度測》書末附有〈開平方說〉及〈開立方說〉,均先詳列開方的原理、方 法及相關納皮爾算籌的運用方法,最後再舉例說明。本章依原書中順序,先列出 開方的原理及方法,再利用現在的數學符號進行解說,並參考徐光啟的《新法曆 書》、方中通的《數度衍》及楊玉星的《清代算學家方中通及其算學研究》還原 相關的納皮爾算籌表,1以詮釋書中所舉的開方例。
4.1 開平方說
陳藎謨在〈開平方說〉中提及開平方的原理、方法為
開平方者,即自乘還原法實相同之數也。其散積無從置算,故以積求形必 用方法、廉法、隅法商除之。平方籌右行自一至九者,方根也。左行一格 之一者,所謂一十个一十,如一百也;二格之四者,二十个二,如四百也;以至九 格八一者,九个九,八十一也,此是自乘數;在初商為方根數,在次商以上 為隅數。積數從實尾起算,每間一位作一開,在三位、四位者有兩商,五 位、六位者有三商,七位、八位者有四商,九位、十位者有五商,以上從 此推之。初商曰方根,即自乘方數。其實首單位者,從單數在平方籌之單 位,取初商一格之一,二格之四,三格之九是也;其實首雙位者,從雙數 在平方籌之雙位,取初商四格之十六,以至九格之八一是也;此初商正用 一方法也。次商以往有廉法、隅法,廉同方之長,隅同廉之廣,廉有二,
隅有一。三商居外,其兩廉同次商廉隅之長以為長,其一隅同三商兩廉之
1 參見徐光啟,《籌算》,《新法曆書》第二十二卷,收入《景印文淵閣四庫全書》子部 第 788 冊,
頁 345~354;方中通,《數度衍》,收入靖玉樹主編,《中國歷代算學集成》中卷,頁 2653~2659;
楊玉星,《清代算學家方中通及其算學研究》,頁 47~51。。
廣以為廣。多商之法亦從此推之。商而餘實不盡,以法命之。2
我們可以將上述原理及方法繪製成下圖,並以現在的數學符號說明如下:
設實(被開平方數)為N ,則
(1)初商a:a2 ≤ N <(a+1)2;
(2)二商b:(a+b)2 ≤N <(a+b+1)2;
(3)三商c:(a+b+c)2 ≤N <(a+b+c+1)2;
且(a+b)2 =a2 +2ab+b2;
2 2
2 2 2
2 ( ) 2( ) 2 2( )
)
(a+b+c = a+b + a+b c+c =a + ab+b + a+b c+c 。
3
對初商a而言,我們稱a 為方法,2 ab為廉法,b 為隅法;對二商2 b而言,我們 稱(a+b)c為廉法,c 為隅法;涉及多商的算法,以此類推。如為開不盡的平方,2 則稱之為命分。至於開方求值的計算過程,陳藎謨認為珠算不如籌算便捷,他在
《度測》卷下提及:「凡開平方,數少亦罄,數多更繁。初學者若從珠算開方之,
2 引自陳藎謨,〈開平方說〉,《度測》,頁 469~470。
3 《度測》中原無此圖,此圖參考梅榮照、李兆華的《算法統宗校釋》繪製。
圖 4-1 方廉隅法之圖 (a+b)c c2
(a+b)c
b2 ab
a2 ab
多如前者,竟日不清。省時省力,莫妙籌算。」4這裡的籌指的是「納皮爾算籌」,
見下圖。納皮爾算籌是對數發明人納皮爾(J.Napier,英國數學家,1550~1617 年)發明的,它不同於中國古代的算籌,是根據格子算法原理,將格子和數字
5
刻在籌上,使用時按需要拼湊使用。籌算經由義大利傳教士羅雅谷(J. Rho,
1590~1638 年)傳入,羅雅谷來華後所著的《籌算》一書中便介紹了納皮爾算籌,
此書收入於《崇禎曆書》中。陳藎謨在開方時,運用納皮爾算籌簡化了繁瑣的開 方工作。
陳藎謨在開平方部份共詳細解釋了七個例子,茲分析如下:
【二商單位例】
積實三百六十一
4 引自陳藎謨,《度測》卷下,頁 437。
5 圖片來源:中國大百科智慧藏(http://210.60.21.117/web34m/Content.asp?ID=15173&Image=數 學&Query=5)。
圖 4-2 象牙製橫排納皮爾籌(清代) (北京故宮博物院藏)
今解:
設實為N ,初商為a,二商為b,則(a+b)2 = N,我們可以利用下列算籌表及 數學原理 (a+b)2 =a2 +2ab+b2解釋開平方步驟:
=361
N ;
(1) 初商a=10,a2 =100,餘實 N − a2 =261;
(2) 2a=20,取二號籌加平方籌試算得二商b=9,2ab+ b2 =261,餘實 0
261 261 ) 2
( )
(N−a2 − ab+b2 = − = 。 故 361=19。
表 4-1 二商單位例算籌表 平方籌
a 2
二籌 ab 2
平方籌 b 2
一 一 二 一 一
四 二 四 四 二
九 三 六 九 三
一 六 四 八 一 六 四
二 五 五 一 ○ 二 五 五
三 六 六 一 二 三 六 六
四 九 七 一 四 四 九 七
六 四 八 一 六 六 四 八
八 一 九 一 八 八 一 九
【二商雙位例】
積實二千八百○九
今解:
設實為N ,初商為a,二商為b,則(a+b)2 = N,我們可以利用下列算籌表及 數學原理 (a+b)2 =a2 +2ab+b2解釋開平方步驟:
=2809
N ;
(1)初商a=50,a2 =2500,餘實 N − a2 =309;
(2)2a=100,取一、○兩籌加平方籌試算得二商b=3,2ab+ b2 =309,餘實 0
309 309 ) 2
( )
(N −a2 − ab+b2 = − = 。 故 2809=53。
表 4-2 二商雙位例算籌表
一籌 ○籌 平方籌
a 2 2ab
平方籌 b 2
一 一 一 ○ 一 一
四 二 二 ○ 四 二
九 三 三 ○ 九 三
一 六 四 四 ○ 一 六 四
二 五 五 五 ○ 二 五 五
三 六 六 六 ○ 三 六 六
四 九 七 七 ○ 四 九 七
六 四 八 八 ○ 六 四 八
八 一 九 九 ○ 八 一 九
【三商例】
積實五萬八千○八十一
今解:
設實為N ,初商為a,二商為b,三商為c,則(a+b+c)2 = N,我們可以利用 下列算籌表及數學原理
(1)(a+b)2 =a2 +2ab+b2
(2)(a+b+c)2 =(a+b)2+2(a+b)c+c2 來解釋開平方步驟:
58081
=
N ;
(1)初商 a =200,a2 =40000,餘實 18081N − a2 = ;
(2)2a=400,取四號籌加平方籌試算得二商b=40,2ab+ b2 =17600, 餘實 (N−a2)−(2ab+b2)=18081−17600=481 ;
(3)2(a+ b)=480,取四號籌、八號籌加平方籌試算得三商c=1, 481
) (
2 a+b c+c2 = ,餘實 [(N−a2)−(2ab+b2)]−[2(a+b)c+c2]=0。 故 58081=241。
表 4-3 三商例算籌表
四籌 八籌 平方籌
a 2
四籌 ab 2
平方籌
b 2 2(a+b)c
平方籌 c 2
一 一 四 一 一 四 八 一 一
四 二 八 四 二 八 一 六 四 二
九 三 一 二 九 三 一 二 二 四 九 三
一 六 四 一 六 一 六 四 一 六 三 二 一 六 四
二 五 五 二 ○ 二 五 五 二 ○ 四 ○ 二 五 五
三 六 六 二 四 三 六 六 二 四 四 八 三 六 六
四 九 七 二 八 四 九 七 二 八 五 六 四 九 七
六 四 八 三 二 六 四 八 三 二 六 四 六 四 八
八 一 九 三 六 八 一 九 三 六 七 二 八 一 九
【升籌例三商】
積實二十二萬八千四百八十四
今解:
設實為N ,初商為a,二商為b,三商為c,則(a+b+c)2 = N,我們可以利用 下列算籌表及數學原理
(1)(a+b)2 =a2 +2ab+b2
(2)(a+b+c)2 =(a+b)2 +2(a+b)c+c2 來解釋開平方步驟:
228484
=
N ;
(1)初商 a=400,a2 =160000,餘實 N− a2 =68484;
(2)2a=800,取八號籌加平方籌試算得二商b=70,2ab+ b2 =609, 餘實 (N −a2)−(2ab+b2)=68484−60900=7584 ;
(3)2(a+ b)=940,取九號籌、四號籌加平方籌試算得三商c=8, 7584
) (
2 a+b c+c2 = ,餘實 [(N −a2)−(2ab+b2)]−[2(a+b)c+c2]=0。 故 228484=478。
表 4-4 升籌例三商算籌表
九籌 四籌 平方籌
a 2
八籌 ab 2
平方籌
b 2 2(a+b)c
平方籌 c 2
一 一 八 一 一 九 四 一 一
四 二 一 六 四 二 一 八 八 四 二
九 三 二 四 九 三 二 七 一 二 九 三
一 六 四 三 二 一 六 四 三 六 一 六 一 六 四
二 五 五 四 ○ 二 五 五 四 五 二 ○ 二 五 五
三 六 六 四 八 三 六 六 五 四 二 四 三 六 六
四 九 七 五 六 四 九 七 六 三 二 八 四 九 七
六 四 八 六 四 六 四 八 七 二 三 二 六 四 八
八 一 九 七 二 八 一 九 八 一 三 六 八 一 九
【隔籌例四商】
積實三千六百○九萬六千○六十四
今解:
設實為N ,初商為a,二商為b,三商為c,四商d,則(a+b+c+d)2 =N,我 們可以利用下列算籌表及數學原理
(1)(a+b)2 =a2 +2ab+b2
(2)(a+b+c)2 =(a+b)2 +2(a+b)c+c2
(3)(a+b+c+d)2 =(a+b+c)2 +2(a+b+c)d +d2
=(a+b)2+2(a+b)c+c2+2(a+b+c)d+d2 =a2 +2ab+b2 +2(a+b)c+c2 +2(a+b+c)d +d2 來解釋開平方步驟:
36096064
=
N ;
(1)初商 a =6000,a2 =36000000 ,
餘實 N− a2 =36096064−36000000=96064;
(2)2a=12000,取一號籌、二號籌加平方籌試算得二商b=0,c=0;
(3)2(a+b+c)=12000,取一、二、○、○共四籌加平方籌試算得四商d =8, 96064
) (
2 a+b+c d+d2 = ,餘實 96064−96064=0。 故 36096064 =6008。
表 4-5 隔籌例四商算籌表
一籌 二籌 平方籌
a 2 2ab
平方籌 b 2
一 一 一 二 一 一
四 二 二 四 四 二
九 三 三 六 九 三
一 六 四 四 八 一 六 四
二 五 五 五 一 ○ 二 五 五
三 六 六 六 一 二 三 六 六
四 九 七 七 一 四 四 九 七
六 四 八 八 一 六 六 四 八
八 一 九 九 一 八 八 一 九
一籌 二籌 ○籌 一籌 二籌 ○籌 ○籌 c
b a ) ( 2 +
平方籌
c 2 2(a+b+c)d
平方籌 d 2
一 二 ○ 一 一 一 二 ○ ○ 一 一
二 四 ○ 四 二 二 四 ○ ○ 四 二
三 六 ○ 九 三 三 六 ○ ○ 九 三
四 八 ○ 一 六 四 四 八 ○ ○ 一 六 四
五 一 ○ ○ 二 五 五 五 一 ○ ○ ○ 二 五 五
六 一 二 ○ 三 六 六 六 一 二 ○ ○ 三 六 六
七 一 四 ○ 四 九 七 七 一 四 ○ ○ 四 九 七
八 一 六 ○ 六 四 八 八 一 六 ○ ○ 六 四 八
九 一 八 ○ 八 一 九 九 一 八 ○ ○ 八 一 九
【當位例】
積實四十八萬三千○二十五
今解:
設實為N ,初商為a,二商為b,三商為c,則(a+b+c)2 = N,我們可以利用 下列算籌表及數學原理
(1)(a+b)2 =a2 +2ab+b2
(2)(a+b+c)2 =(a+b)2 +2(a+b)c+c2 來解釋開平方步驟:
483025
=
N ;
(1)初商 a =600,a2 =360000,餘實 123025N− a2 = ;
(2)2a=1200,取一號籌、二號籌加平方籌試算得二商b = 90 , 116100
2ab+ b2 = ,餘實 (N−a2)−(2ab+b2)=123025−116100=6925;
(3)2(a+ b)=1380,取一號籌、三號籌、八號籌加平方籌試算得三商c=5, 6925
) (
2 a+b c+c2 = ,餘實 [(N−a2)−(2ab+b2)]−[2(a+b)c+c2]=0。 故 483025=695。
表 4-6 當位例算籌表
一籌 二籌 一籌 三籌 八籌
平方籌
a 2 2ab
平方籌
b 2 2(a+b)c
平方籌 c 2
一 一 一 二 一 一 一 三 八 一 一
四 二 二 四 四 二 二 六 一 六 四 二
九 三 三 六 九 三 三 九 二 四 九 三
一 六 四 四 八 一 六 四 四 一 二 三 二 一 六 四
二 五 五 五 一 ○ 二 五 五 五 一 五 四 ○ 二 五 五
三 六 六 六 一 二 三 六 六 六 一 八 四 八 三 六 六
四 九 七 七 一 四 四 九 七 七 二 一 五 六 四 九 七
六 四 八 八 一 六 六 四 八 八 二 四 六 四 六 四 八
八 一 九 九 一 八 八 一 九 九 二 七 八 一 八 一 九
【命分法例】
積實一千八百二十一
今解:
設實為N ,初商為a,二商為b,則(a+b)2 +r=N,我們可以利用下列算籌表 及數學式子
(1)(a+b)2 =a2 +2ab+b2
(2) 2
1 1 ) ( 20 ) 10
( + + + × +
≈ a b
b r a N
來解釋開平方步驟:
=1821
N ;
(1)初商 a=40,a2 =1600,餘實 221N − a2 = ;
(2)2a=80,取八號籌加平方籌試算得二商b=2,2ab+ b2 =164, 餘實 (N−a2)−(2ab+b2)=221−164=57 ;
(3)20(a+ b)=840,20(a+ b)×1+12 =841。
故 841
42570 1821≈ 。
表 4-7 命分法例算籌表
八籌 四籌 平方籌
a 2
八籌 ab 2
平方籌
b 2 20(a+b)c
平方籌 c 2
一 一 八 一 一 八 四 一 一
四 二 一 六 四 二 一 六 八 四 二
九 三 二 四 九 三 二 四 一 二 九 三
一 六 四 三 二 一 六 四 三 二 一 六 一 六 四
二 五 五 四 ○ 二 五 五 四 ○ 二 ○ 二 五 五
三 六 六 四 八 三 六 六 四 八 二 四 三 六 六
四 九 七 五 六 四 九 七 五 六 二 八 四 九 七
六 四 八 六 四 六 四 八 六 四 三 二 六 四 八
八 一 九 七 二 八 一 九 七 二 三 六 八 一 九
在上述陳藎謨所舉的七個開平方例子中,我們可以看出這些例子呈現的次 序是由簡單至複雜,而且是十分具代表性的。從「二商單位例」、「二商雙位例」、
「三商例」、「升籌例三商」、「隔籌例四商」、「命分法例」中,不難體會出作者解 說詳盡、舉例周延,務期讀者能融會貫通的苦心,但作者所舉的「當位例」一例,
似乎可包含於「升籌例」中,顯然並無另外討論的必要。
此外,在處理「命分法例」——開不盡的平方根時,陳藎謨採用的近似方 法是十分獨特的。如以 N =a2 +r 為例,在《周髀算經》及《夏侯陽算經》中,
對於此類開不盡的方根稱之為「有奇」(或「奇」),並未討論平方根的近似值問 題,6而在《九章算術》中則有「以面命之」之說。此外,對於此類開方不盡的 問題,傳統中算家採用的近似方法主要有兩種:一是「加借算命分」
1 2 + +
≈ a a r
N ,如《五經算術》、《張丘建算經》卷中、甄鸞注《周髀算經》、 明代周述學的《神道大編曆宗算會》和程大位的《算法統宗》;另一則是「不加
6 參見李繼閔,《《九章算術》及其劉徽注研究》,頁 105。
借算命分」
a a r
N ≈ +2 ,如《孫子算經》卷中。7雖然劉徽在註《九章算術》時 便已指出
a a r a N
a r
2 1
2 < < +
+ + 的不等關係式,但以
1 2 + + a
a r 作為 N 的近似值,陳藎謨應該是史上第一人。
事實上,
10 2 1 1
20 10
+ + + =
+
a a r a
a r 且
a a r a
a r a
a r
2 10
2 1 1
2 < +
+ + + <
+ ,
所以當 a
a r N a
a r
2 10
2 1
+
<
<
+
+ 時,
10 2 + 1 +
a
a r 是比
1 2 + + a
a r 更佳的近
似值;但當
10 2 1 1
2 +
+
<
+ <
+
a a r a N
a r 時,
10 2 + 1 +
a
a r 則未必是比
1 2 + + a
a r 更合適的近似值。另一方面,當
10 2 1 1
2 +
+
<
+ <
+
a a r a N
a r 時,
10 2 + 1 +
a
a r 是比
a a r
+ 2 更佳的近似值;但當
10 2 1
2 +
+
<
<
+
a a r a N
a r 時,
10 2 + 1 +
a
a r 則未必是比 a a r
+ 2 更合適的近似值。
然而陳藎謨為何能提出
1 20
10 + +
≈ a a r
N 這個獨特的近似值,由於缺乏相
關資訊,目前無法作進一步討論。
4.2 開立方說
陳藎謨在〈開立方說〉中提及開立方的原理、方法為
7 參見李儼,〈中算家的平方零約術〉,收入《李儼錢寶琮科學史全集》第六卷,頁 96~97。
開立方者,即一數自乘再乘之所積,以六方面總為一實體也。其散積無從 置算,故以積求形必用方法、平廉法、長廉法、立隅法商除之。立方籌右 行為一為四至八一者,自乘數也;左二行為○○一為○○八以至七二九者,
再乘數也。積數從實尾起算,每三位作一開,以自乘再乘每有三位故也。
在四位、五位、六位者有兩開,七位、八位、九位者有三開,十位、十一 位、十二位者有四開,以上從此推之。但實在四位、七位、十位者,再乘 數止于零數一格之○○一、二格之○○八是也,初商即于此兩格內取;實 首在五位、八位、十一位者,再乘數當有十數三格之○二七、四格之○六 四是也,初商即于此兩格內取;實首在六位、九位、十二位者,再乘數當 有百數五格之一二五,以至九格之七二九是也,初商即于此五格內取;所 謂方法用之于初商者也。其次商有平廉法,依方根之旁故曰廉,同方根之 面故曰平。以初商方法數自乘之,自乘為平廉之面,又三倍之,三倍為三 平廉之面。如初商在二格自乘為四,三倍之為一十二;初商在四格自乘為 十六,三倍之為四十八是也。次商又有長廉法,依平廉之旁故曰廉,同方 根之長故曰長,其兩端為自乘方,以初商數三倍之。長廉三倍之高廣,因 長廉之長□以補三平廉之闕。如三則三倍為九,五則五倍為十五是也。以 平廉法數,取其籌列立方籌左;又以長廉法數,取其籌列立方籌右。次視 左籌與方籌橫并之數商其少于餘實者,平行取數為約數,另置之,即以此 格數為為次商;在二格即為次商二,在五格即為次商五是也。又取次商自 乘之數與長廉法數相乘併于約數之內,除其餘實,即為次商取用之法。不 言立隅法者,次商之再乘,即立隅籌上所自有也。三開、四開以上,從此 推之。開而不盡者,以法命之。8
我們可以將上述原理及方法繪製成下圖,並以現在的數學符號說明如下:
8 引自陳藎謨,〈開立方說〉,《度測》,頁 485。原文中文字缺漏部分,以□表示。
設實(被開立方數)為N ,則
(1) 初商a:a3 ≤N <(a+1)3;
(2) 二商b:(a+b)3 ≤ N <(a+b+1)3; 且 (a+b)3 =a3 +3a2b+3ab2 +b3。
其中a 為方根體,3 b 為立隅體,3 b 為立隅面, 2 a為平廉長,a 為平廉面,2 a2b為平廉體,
a為長廉長,ab為長廉面,ab 為長廉體, 2 並以3a 為平廉法,2 3a為長廉法。
9
陳藎謨在開立方部分共詳細解釋了九個例子,茲分析如下:
【二商四位例】
積實六千八百五十九
今解:
9 《度測》中原無此圖,此圖參考徐光啟等編的《新法曆書》繪製。
ab2
b3
b a2
a3
ab2
b a2
ab2
圖 4-3 開立方廉隅圖
設實為N ,初商為a,二商為b,則(a+b)3 = N,我們可以利用下列算籌表及 數學原理 (a+b)3 =a3 +3a2b+3ab2 +b3解釋開立方步驟:
=6859
N ;
(1) 初商a=10,a3 =1000,餘實 N− a3 =5859;
(2) 平廉法 3a2 =300, 長廉法 3a=30,
平廉用三號籌加立方籌試算,得二商b=9, 3429
3a2b+ b3 = , 2430
3ab2 = ,
5859 3
3a2b+ ab2 +b3 = ,
餘實 (N−a3)−(3a2b+3ab2 +b3)=0。 故 3 6859 =19。
表 4-8 二商四位例算籌表
平廉 長廉
三籌 三籌
立方籌 a 3
3a2b
立方籌 b 3
ab 3 一 一 三 一 一 三 八 四 六 八 四 六
二 七 九 九 二 七 九 九 六 四 一六 一 二 六 四 一六一 二 一 二 五 二五 一 五 一 二 五 二五一 五 二 一 六 三六 一 八 二 一 六 三六一 八
三 四 三 四九 二 一 三 四 三 四九二 一 五 一 二 六四 二 四 五 一 二 六四二 四 七 二 九 八一 二 七 七 二 九 八一二 七
【二商五位例】
積實九萬一千一百二十五
今解:
設實為N ,初商為a,二商為b,則(a+b)3 = N,我們可以利用下列算籌表及 數學原理 (a+b)3 =a3 +3a2b+3ab2 +b3解釋開立方步驟:
91125
=
N ;
(1) 初商a=40,a3 =64000,餘實 N − a3 =27125;
(2) 平廉法 3a2 =4800, 長廉法 3a=120,
平廉用四、八號籌加立方籌試算,得二商b=5, 24125
3a2b+ b3 = , 3000
3ab2 = ,
27125 3
3a2b+ ab2 +b3 = ,
餘實 (N−a3)−(3a2b+3ab2 +b3)=0。 故 3 91125 =45。
表 4-9 二商五位例算籌表
平廉 長廉
四籌 八籌 一籌 二籌
立方籌 a 3
3a2b
立方籌 b 3
3ab 一 一 四 八 一 一 一 二 八 四 八 一 六 八 四 二 四 二 七 九 一 二 二 四 二 七 九 三 六 六 四 一六 一 六 三 二 六 四 一六 四 八 一 二 五 二五 二 ○ 四 ○ 一 二 五 二五 五 一 ○ 二 一 六 三六 二 四 四 八 二 一 六 三六 六 一 二 三 四 三 四九 二 八 五 六 三 四 三 四九 七 一 四 五 一 二 六四 三 二 六 四 五 一 二 六四 八 一 六 七 二 九 八一 三 六 七 二 七 二 九 八一 九 一 八
【二商六位例】
積實五十九萬二千七百○四
今解:
設實為N ,初商為a,二商為b,則(a+b)3 = N,我們可以利用下列算籌表及 數學原理 (a+b)3 =a3 +3a2b+3ab2 +b3解釋開立方步驟:
592704
=
N ;
(1) 初商a=80,a3 =512000,餘實 N− a3 =80704;
(2) 平廉法 3a2 =19200, 長廉法 3a=240,
平廉用一、九、二號籌加立方籌試算,得二商b=4, 76864
3a2b+ b3 = , 3840
3ab2 = ,
80704 3
3a2b+ ab2 +b3 = ,
餘實 (N−a3)−(3a2b+3ab2 +b3)=0。 故 3 592704 =84
表 4-10 二商六位例算籌表
平廉 長廉
一籌 九籌 二籌 二籌 四籌
立方籌 a 3
3a2b
立方籌 b 3
3ab
一 一 一 九 二 一 一 二 四 八 四 二 一 八 四 八 四 四 八 二 七 九 三 二 七 六 二 七 九 六 一 二 六 四 一六 四 三 六 八 六 四 一六 八 一 六 一 二 五 二五 五 四 五 十 一 二 五 二五 十 二 ○ 二 一 六 三六 六 五 四 一 二 二 一 六 三六 一 二 二 四
三 四 三 四九 七 六 三 一 四 三 四 三 四九 一 四 二 八 五 一 二 六四 八 七 二 一 六 五 一 二 六四 一 六 三 二
七 二 九 八一 九 八 一 一 八 七 二 九 八一 一 八 三 六
【三商七位例】雖是八位,然在立方籌十數之下,退入于二格單位,仍作七位算。
積實一千九百○三萬四千一百六十三
今解:
設實為N ,初商為a,二商為b,三商為c,則(a+b+c)3 =N ,我們可以利用 下列算籌表及數學原理
(1)(a+b)3 =a3 +3a2b+3ab2 +b3
(2)(a+b+c)3 =(a+b)3 +3(a+b)2c+3(a+b)c2 +c3 解釋開立方步驟:
19034163
=
N ;
(1) 初商a=200,a3 =8000000,餘實 N − a3 =11034163;
(2) 平廉法 3a2 =120000, 長廉法 3a=600,
平廉用一、二號籌加立方籌試算,得二商b=60, 7416000
3a2b+ b3 = ,
2160000 3ab2 = ,
9576000 3
3a2b+ ab2 +b3 = ,
餘實 (N−a3)−(3a2b+3ab2 +b3)=1458163;
(3) 平廉法 3(a+ b)2 =202800, 長廉法 3(a+ b)=780,
平廉用二、○、二、八號籌加立方籌試算,得二商c=7, 1419943
) (
3 a+b 2c+c3 = , 38220
) (
3 a+ cb 2 = ,
1458163 )
( 3 ) (
3 a+b 2c+ a+b c2 +c3 = ,
餘實 [(N −a3)−(3a2b+3ab2 +b3)]−[3(a+b)2c+3(a+b)c2 +c3]=0。 故 3 19034163=267。
表 4-11 三商七位例算籌表
平廉 長廉
一籌 二籌 六籌
立方籌 a 3
b a2 3
立方籌 b 3
ab 3 一 一 一 二 一 一 六 八 四 二 四 八 四 一 二 二 七 九 三 六 二 七 九 一 八 六 四 一六 四 八 六 四 一六 二 四
一 二 五 二五 五 一 ○ 一 二 五 二五 三 ○ 二 一 六 三六 六 一 二 二 一 六 三六 三 六 三 四 三 四九 七 一 四 三 四 三 四九 四 二 五 一 二 六四 八 一 六 五 一 二 六四 四 八
七 二 九 八一 九 一 八 七 二 九 八一 五 四
平廉 長廉
二籌 ○籌 二籌 八籌 七籌 八籌
c b a )2 ( 3 +
立方籌 c 3
3(a+b)c
二 ○ 二 八 一 一 七 八 四 ○ 四 一 六 八 四一 四 一 六 六 ○ 六 二 四 二 七 九二 一 二 四 八 ○ 八 三 二 六 四 一六二 八 三 二
一 ○ ○ 一 ○ 四 ○ 一 二 五 二五三 五 四 ○ 一 二 ○ 一 二 四 八 二 一 六 三六四 二 四 八 一 四 ○ 一 四 五 六 三 四 三 四九四 九 五 六 一 六 ○ 一 六 六 四 五 一 二 六四五 六 六 四
一 八 ○ 一 八 七 二 七 二 九 八一六 三 七 二
【三商八位例】
積實三千○百三十七萬一千三百二十八
今解:
設實為N ,初商為a,二商為b,三商為c,則(a+b+c)3 =N ,我們可以利用 下列算籌表及數學原理
(1)(a+b)3 =a3 +3a2b+3ab2 +b3
(2)(a+b+c)3 =(a+b)3 +3(a+b)2c+3(a+b)c2 +c3 解釋開立方步驟:
30371328
=
N ;
(1) 初商a=300,a3 =27000000,餘實 N− a3 =3371328;10
(2) 平廉法 3a2 =270000, 長廉法 3a=900,
平廉用二、七號籌加立方籌試算,得二商b=10, 2701000
3a2b+ b3 = , 90000
3ab2 = ,
10 原文誤作「二百三十七萬一千三百二十八」。
2791000 3
3a2b+ ab2 +b3 = ,
餘實 (N−a3)−(3a2b+3ab2 +b3)=580328;
(3) 平廉法 3(a+ b)2 =288300, 長廉法 3(a+ b)=930,
平廉用二、八、八、三號籌加立方籌試算,得二商c=2, 576608
) (
3 a+b 2c+c3 = , 3720
) (
3 a+ cb 2 = ,
580328 )
( 3 ) (
3 a+b 2c+ a+b c2 +c3 = ,
餘實 [(N −a3)−(3a2b+3ab2 +b3)]−[3(a+b)2c+3(a+b)c2 +c3]=0。 故 3 30371328 =312。
表 4-12 三商八位例算籌表
平廉 長廉
二籌 七籌 九籌
立方籌 a 3
b a2 3
立方籌 b 3
ab 3 一 一 二 七 一 一 九 八 四 四 一 四 八 四 一 八
二 七 九 六 二 一 二 七 九 二 七 六 四 一六 八 二 八 六 四 一六 三 六 一 二 五 二五 一 ○ 三 五 一 二 五 二五 四 五 二 一 六 三六 一 二 四 二 二 一 六 三六 五 四
三 四 三 四九 一 四 四 九 三 四 三 四九 六 三 五 一 二 六四 一 六 五 六 五 一 二 六四 五 六 七 二 九 八一 一 八 六 三 七 二 九 八一 六 三
平廉 長廉
二籌 八籌 八籌 三籌 九籌 三籌
c b a )2 ( 3 +
立方籌 c 3
3(a+b)c
二 八 八 三 一 一 九 三 四 一 六 一 六 六 八 四一 八 六 六 二 四 二 四 九 二 七 九二 七 九 八 三 二 三 二 一 二 六 四 一六三 六 一 二 一 ○ 四 ○ 四 ○ 一 五 一 二 五 二五四 五 一 五 一 二 四 八 四 八 一 八 二 一 六 三六五 四 一 八 一 四 五 六 五 六 二 一 三 四 三 四九六 三 二 一 一 六 六 四 六 四 二 四 五 一 二 六四五 六 二 四
一 八 七 二 七 二 二 七 七 二 九 八一六 三 二 七
【三商九位例】
積實七億七千一百九萬五千二百一十三
今解:
設實為N ,初商為a,二商為b,三商為c,則(a+b+c)3 =N ,我們可以利用 下列算籌表及數學原理
(1)(a+b)3 =a3 +3a2b+3ab2 +b3
(2)(a+b+c)3 =(a+b)3 +3(a+b)2c+3(a+b)c2 +c3 解釋開立方步驟:
771095213
=
N ;
(1) 初商a=900,a3 =729000000,餘實 N− a3 =42095123;
(2) 平廉法 3a2 =2430000, 長廉法 3a=2700,
平廉用二、四、三號籌加立方籌試算,得二商b=10, 24301000
3a2b+ b3 = , 270000
3ab2 = ,