《数书九章 》又名《数学九章 》,共18卷,南宋 数学家 秦九韶 著于淳祐 七年(1247年)。
钦定《四库全书 》 《数书九章》
宜稼堂 《数书九章》十八卷
《数书九章》题材广泛,取自宋代社会 各方面,包括农业 、天文 、水利 、城市布局、建筑 工程、测量 、赋税 、兵器 、军旅等方面,是一部实用数学大全。
《数书九章》十八卷,分为九类,每类九问,共九九八十一问。
第一,二卷:一大衍类:蓍卦发微,古历会积,推计土功,推库额钱,分粜推原,程行计地,程行相及,积尺寻源,余米推数。
第三,四卷:二天时类;推气治历,治历推闰,治历演纪,缀术推星,揆日究微,天池测雨,圆罂测雨,峻积验雪,竹器验雪。
第五,六卷:三田域类;尖田求积,三斜求积,斜荡求积,计地容民,蕉田求积,均分梯田,漂田推积,环田三积,围田先计。
第七,八卷:四测望类;望山高远,临台测水,陡岸测水,表望方城,遥度圆城,望敌圆营,望敌远近,古池推元,表望浮图。
第九,十卷:五赋役类;服邑修赋,围田租亩,筑梗均劳,宽减屯租,户田均宽,均科绵税,户税移割,移运均劳,均定劝分。
第十一,十二卷:六钱谷类;折解轻赍,算回运费,课籴贵贱,囤积量容,积仓知数,推知籴数,分定纲解,累收库本,米谷粒分。
第十三,十四卷:七营建类;计定城筑,楼橹功料,计造石坝,计浚河渠,计作清台,堂皇程筑,砌砖计积,竹围芦束,积木计余。
第十五,十六卷:八军旅类;计立方营,方变锐阵,计布圆阵,圆营敷布,望知敌众,均敷徭役,先计军程,军器功程,计造军衣。
第十七,十八卷:九事物类;推求物价,均货摊本,互易推本,菽粟互易,推计互易,炼金计值,推本求息,推求典本,僦值推原。
《数书九章》 三斜求积
表望浮屠
宜稼堂 《数书九章》正负开三乘方图
遥度圆城
秦九韶大衍术
用分数 计算折扣 ;折解轻赍,米谷粒分,课籴贵贱。
百分比 计算;炼金计值,推求典本,累收库本。
比例 ;先计军程,均科绵税,堂皇程筑,军器功程,互易推本,菽粟互易,推计互易。
盈不足术 ;计造军衣。
级数 ;缀术推星,计造石坝,积木计余,圆营敷布,竹围芦束,推本求息,计立方营。
《数书九章》第五卷 第二问“三斜求积”。
问沙田一段,有三斜,其小斜一十三里,中斜一十四里,大斜一十五里。里法三百步,欲知为田几何?
答曰:田积三百一十五顷。
术曰:以少广求之。以小斜幂并大斜幂减中斜幂,余半之,自乘于上。以小斜幂乘大斜幂,减上,余四约之,为实。一为从隅,开平方之,得积。
其中,“三斜”即“大斜”、“中斜”、“小斜”,是三角形从大到小的三条边。秦九韶列出的面积公式是:
A
=
1
4
[
a
2
c
2
−
(
a
2
+
c
2
−
b
2
2
)
2
]
{\displaystyle A={\sqrt {{\frac {1}{4}}\left[a^{2}c^{2}-\left({\frac {a^{2}+c^{2}-b^{2}}{2}}\right)^{2}\right]}}}
,其中
a
≥
b
≥
c
{\displaystyle a\geq b\geq c}
,
这个公式和海伦公式 是等价的。
重差 测量;望山高远,临台测水,陡岸测水,表望方城,遥度圆城,望敌圆营,表望浮图。
均分梯田,古池推元,囤积量容,计布圆阵,推知籴数,尖田求积,环田三积,遥度圆城。
秦九韶的《数书九章 》详细叙述二十六个二次到十次方程的的实数根的数值解,其中包含二十个二次方程,一个三次方程,四个四次方程和一个十次方程 [ 1] 。三上义夫 指出,秦九韶算法起源于汉代《九章算术 》的开方 法。前苏联数学史家尤什克维奇 说“这是中国传统数学 最伟大成就之一”,他还说印度人不知有此方法,而阿拉伯 数学家可能从中国先人传入此方法[ 2] ,六百年之后,英国数学家威廉·乔治·霍纳 重新发现此法。
《数书九章》“《遥度圆城》” 题列出一个十次方程,求解圆城的直径:
x
10
+
15
x
8
+
72
x
6
−
864
x
4
−
11664
x
2
−
34992
=
0
{\displaystyle x^{10}+15x^{8}+72x^{6}-864x^{4}-11664x^{2}-34992=0}
,得精确解
x
=
3
{\displaystyle x=3}
[ 3] 。
线性方程组的消元法起源于《九章算术》卷八《方程》章。秦九韶在《数书九章》卷17第73问发展了《九章算术》的消元法,创造了互乘消元法[ 4] 。
蓍卦发微,古历会积,推计土功,推库额钱,分粜推原,程行计地,程行相及,积尺寻源,余米推数。
古历会积,求上元积年
推气置历,求冬至时间。
治历推闰,
治历演记,求上元积年。
缀术推星,计算木星 的运行速度。
揆日究微。
吴文俊 主编:《中国数学史大系 》,第五卷,第三、四、五编。
[比利时]李倍始 (Ulrich Libbrecht): Chinese Mathematics in the Thirteen Century (The Shu-Shu-Chiu-Chang of Chin Chiu shao) . Dover Publication. ISBN 0486446190
秦九韶 原著,王守义 遗著,李俨 审校:《数书九章新释》。安徽科学技术出版社,1992。ISBN 7-5337-0788-5 /O
吴文俊 主编:《秦九韶与数书九章》。北京师范大学出版社 ,1987。
李俨:《大衍求一术的过去和未来》。《李俨钱宝琮科学史全集》,卷6,116-163。辽宁教育出版社 。