金代数学家天元术的发展是谁
金代数学家天元术的发展是谁
李冶(1192年—1279年),原名李治,字仁卿,自号敬斋,真定栾城(今河北省石家庄市栾城区)人。金元时期的数学家。金正大末进士,辟知钧州。金亡北渡后,流落忻崞间,常与元好问唱和,世称“元李”。晚家封龙山(今河北省元氏县)下,隐居讲学。元世祖至元初,以翰林学士召,就职期月,以老病辞归。能诗词,有《敬斋集》,今有考订之作《敬斋古今黈》40卷传世。另著有《测圆海镜》12卷(1248年)、《益古演段》3卷(1259年)、《泛说》40卷、《壁书丛削》12卷。
李冶在数学上的主要贡献是天元术(设未知数并列方程的方法),用以研究直角三角形内切圆和旁切圆的性质。与杨辉、秦九韶、朱世杰并称为“宋元数学四大家”。
天元术所谓天元术,就是一种用数学符号列方程的方法,“立天元一为某某”相当于今“设x为某某”是一致的。在中国,列方程的思想可追溯到汉代的《九章算术》,书中用文字叙述的方法建立了二次方程,但没有明确的未知数概念。到唐代,王孝通已经能列出三次方程,但仍是用文字叙述的,而且尚未掌握列方程的一般方法。经过北宋贾宪、刘益等人的工作,求高次方程正根的问题解决了。随着数学问题的日益复杂,迫切需要一种普遍的建立方程的方法,天元术便在北宋应运而生了、洞渊、石信道等都是天元术的先驱。
但直到李冶之前,天元术还是比较幼稚的,记号混乱、复杂,演算烦琐。例如李冶在东平(今山东省东平县)得到的讲天元术的算书中,还不懂得用统一符号表示未知数的不同次幂,它“以十九字识其上下层,曰仙、明、霄、汉、垒、层、高、上、天、人、地、下、低、减、落、逝、泉、暗、鬼。”这就是说,以“人”字表示常数,人以上九字表示未知数的各正数次幂(最高为九次),入以下九字表示未知数的各负数次幂(最低也是九次),其运算之繁可见一斑。
从稍早于《测圆海镜》的《铃经》等书来看,天元术的作用还十分有限。李冶则在前人的基础上,将天元术改进成一种更简便而实用的方法。当时,北方出了不少算书,除《铃经》外,还有《照胆》、《如积释锁》、《复轨》等,这无疑为李冶的数学核敏仿研拿手究提供了条件。
特别值得一提的是,他在桐川得到了洞渊的一部算书,内有九客之说,专讲勾股容圆问题。此书对他启发甚大。为了能全面、深入地研究天元术,李冶把勾股容圆(即切圆)问题作为一个系统来研究。他讨论了在各种条件下用天元术求圆径的问题,写成《测圆海镜》十二卷,这是他一生中的最大成就。
《测圆海镜》不仅保留了洞渊九容公式,即9种求直角三角形内切圆直径的方法,而且给出一批新的求圆径公式。卷一的“识别杂记”阐明了圆城图式中各勾股形边长之间的关系以及它们与圆径的关系,共六百余条,每条可看作一个定理(或公式),这部分内容是对中国古代关于勾股容圆问题的总结。
后面各卷的习题,都可以在“识别杂记”的基础上以天元术为工具推导出来。李冶总结出一套简明实用的天元术程改纤序,并给出化分式方程为整式方程的方法。他发明了负号和一套先进的小数记法,采用了从零到九的完整数码。除O以外的数码古已有之,是筹式的反映。但筹式中遇O空位,没有符号O。
从现存古算书来看,李冶的《测圆海镜》和秦九韶《数书九章》是较早使用O的,它们成书的时间相差不过一年。《测圆海镜》重在列方程,对方程的解法涉及不多。但书中用天元术导出许多高次方程(最高为六次),给出的根全部准确无误,可见李冶是掌握高次方程数值解法的。
《测圆海镜》不仅是我国现存最早的一部天元术著作,而且在体例上也有创新。全书基本上是一个演绎体系,卷一包含了解题所需的定义、定理、公式,后面各卷问题的解法均可在此基础上以天元术为工具推导出来。李冶之前的算书,一般采取问题集的形式,各章(卷)内容大体上平列。李冶以演绎法著书,这是中国数学史上的一个进步。
《测圆海镜》的成书标志着天元术成熟,对后世有深远影响。元代王恂、郭守敬在编《授时历》的过程中,曾用天元术求周天弧度。不久,沙克什用天元术解决水利工程中的问题,收到良好效果。元代大数学家朱世杰说:“以天元演之、明源活法,省功数倍。”清代阮元说:“立天元者,自古算家之秘术;而海镜者,中土数学之宝书也。”
《益古演段》
《测圆海镜》的成书标志着天元术成熟,它无疑是当时世界上第一流的数学著作。但由于内容较深,粗知数学的人看不懂。而且当时数学不受重视,所以天元术的传播速度较慢。李冶清楚地看到这一点,他坚信天元术是解决数学问题的一个有力工具,同时深刻认识到普及天元术的必要性。
他在结束避难生活、回元氏县定居以后,许多人跟他学数学,这使得他需要编写教学用书,《益古演段》便是在这种情况下写成的。《测困海镜》的研究对象是离生活较远而自成系统的圆城图式,《益古演段》则把天元术用于解决实际问题,研究对象是日常所见的方、圆面积。李冶大概认识到,天元术是从几何中产生的。
因此,为了使人们理解天元术,就需回顾它与几何的关系,给代数以几何解释,而对二次方程进行几何解释是最方便的,于是便选择了以二次方程为主要内容的《益古集》(11世纪蒋周撰)。正如《四库全书·益古演段提要》所说:“此法(指天元术)虽为诸法之根,然神明变化,不可端倪,学者骤欲通之,茫无门径之可入。惟因方圆幂积以明之,其理尤届易见。”李冶是很乐于作这种普及工作的,他在序言中说:“使粗知十百者,便得入室啖其文,顾不快哉!”
《益古演段》全书64题,处理的主要是平面图形的面积问题,所求多为圆径、方边、周长之类。除四道题是一次方程外,全是二次方程问题,内容安排基本上是从易到难。李冶在完成《测圆海镜》之后写《益古演段》,他对天元术的运用自然会更加熟练。但他却没有像前者那样,完全用天元术解题。书中新旧二术并列,新术是李冶的代数方法——天元术;旧术是蒋周的几何方法——条段法,这是一种图解法,因为方程各项常用一段一段的条形面积表示,所以得名。
该书揭示了两者的联系与区别,对我们了解条段法向天元术的过渡、探讨数学发展规律有重要意义。书中常用人们易懂的几何方法对天元术进行验证,这对于人们接受天元术是有好处的。该书图文并茂,深入浅出,不仅利于教学,也便于自学。正如砚坚序中的评价:“说之详,非若溟津黯淡之不可晓;析之明,非若浅近粗俗之无足观。”这些特点,使它成为一本受人们欢迎的数学教材,对天元术的传播发挥了不小的作用。
《益古演段》的价值不仅在于普及天元术,理论上也有创新首先,李冶善于用传统的出入相补原理及各种等量关系来减少题目中的未知数个数,化多元问题为一元问题。其次,李冶在解方程时采用了设辅助未知数的新方法,以简化运算:该书的问题同《测圆海镜》不同,所求量不是一个而是两个、三个甚至四个。按古代方程理论:“二物者再程,三物者三程,皆如物
天元术是谁发明的
李冶和朱世杰发明的。1248年,金代数学家李冶在其著作《测圆海镜》、《益古演段》,以及元代数学家朱世杰的《算学启蒙下卷》《四元玉鉴》,都系统地介绍了用天元术建立二次方程。更多有关专业知识产权代理机构知识或者更多服务,请登录www.shewentm.com或者致电010-82685045 ...
天元术是什么数学家 天元术的主要贡献者
最后用增乘开方法求这个方程的正根。李冶简介 李冶,真定栾城人,金代著名数学家。李冶与元好问、张德辉交往密切,时人尊称“龙山三老”。他在数学专著《测圆海镜》(12卷)中通过勾股容圆问题全面地论述了设立未知数和列方程的步骤、技巧、运算法则,以及文字符号表示法等,使天元术发展到相当成熟的新...
天元术是哪个数学家发明的?
在中国数学史上,天元术这一创新的数学方法并非由单一数学家独立发明,而是多位杰出学者共同贡献的结果。金代数学家李冶,尤其在其著作《测圆海镜》和《益古演段》中,以及元代朱世杰的《算学启蒙下卷》和《四元玉鉴》中,系统地展示了如何运用天元术来解决二次方程问题。这些著作表明,天元术的理论在...
天元术是金代的哪位数学家
天元术主要贡献者是李治和朱世杰,李治在数学专著《测圆海镜》(12卷)中通过勾股容圆问题全面地论述了设立未知数和列方程的步骤、技巧、运算法则,以及文字符号表示法等,使天元术发展到相当成熟的新阶段。天元术是利用未知数列方程的一般方法,与现代代数学中列方程的方法基本一致,在古代数学中,列方程...
天元术的主要贡献者 天元术的贡献者是哪一位
随着宋代创立的增乘开方法的发展,解方程有了完善的方法,这就直接促进了对于列方程方法的研究,于是,又出现了中国数学的又一项杰出创造——天元术。1248年,金代数学家李冶在其著作《测圆海镜》、《益古演段》,以及元代数学家朱世杰的《算学启蒙下卷》《四元玉鉴》,都系统地介绍了用天元术建立二...
我国古代数学成就天元素的发展作出重要贡献的金代数学家是
对我国古代数学成就天元术的发展做出重要贡献的金代数学家是李冶。李冶在数学上的主要贡献是天元术(设未知数并列方程的方法),用以研究直角三角形内切圆和旁切圆的性质。与杨辉、秦九韶、朱世杰并称为“宋元数学四大家”。
天元术的主要贡献者 天元术的主要贡献者是哪位数学家
天元术的主要贡献者是李冶,李冶原名李治,是金元时期著名的数学家。李冶自幼聪敏,喜爱读书,对文学、史学、数学、经学都很感兴趣,曾与好友元好问外出求学,拜文学家赵秉文、杨云翼为师。1230年,李冶赴洛阳应试,被录取为词赋科进士,后任钧州知事。1232年,钧州城被蒙古军队攻破,李冶不愿投降,只好换...
天元术做出贡献的金代数学家
天元术做出贡献的金代数学家是李冶和朱世杰。我国古代重要的数学成就天元术的主要贡献者是李冶,十二和十三世纪,中国北方终于出现了一种系统解一元方程的方法即著名的天元术,天元二字首次出现在北宋数学家蒋周的益古集中。天元术的特点 主要是用于改进当时对方程的解法技巧,并且在其一些撰写的书籍当中也...
天元术是哪个数学家发明的?
金代的李冶在其著作《测圆海镜》和《益古演段》中,以及元代朱世杰的《算学猜举世启蒙下卷》和《四元玉鉴》中,都详细阐述了如何利用天元术来解决二次方程。这些著作展示了天元术在建立和解方程方面的进步,其方法比当时阿拉伯数学家的代数学更为统一和高效。尽管早期关于天元术的一些著作如蒋周的《...
天元术是哪个数学家发明的?
天元术是中国古代数学家的重要贡献,它的发明者并不单一,而是由多位数学家发展和传承。金代的李冶在其著作《测圆海镜》和《益古演段》中,以及元代的朱世杰在《算学启蒙下卷》和《四元玉鉴》中,都系统地展示了如何运用天元术来解决二次方程问题。尽管早期如蒋周的《益古演段》等有关天元术的著作...