數學史

各式聯立方程組的程序性解法 (2):中國的版本(Different Procedural Resolutions of Linear Equations: Chinese Versions)

各式聯立方程組的程序性解法 (2):中國的版本
(Different Procedural Resolutions of Linear Equations: Chinese Versions)
國立臺南第一高級中學數學科林倉億老師

摘要:本文介紹程大位《算法統宗》的「二色方程歌」,這相當於二元一次聯立方程組程序性解法。

連結:各式聯立方程組的程序性解法 (1):麥克勞林與卡丹諾

《九章算術》的〈方程〉章

中國最早的解聯立方程組的法,記載在《九章算術》的最後一章〈方程〉之中。由於這方法與算籌操作完美地配合,使得中國數學在解方程式的這一領域,顯得十分的單調。在明末以前,大抵就只有劉徽提出略為改良的「方程新術」而已。《九章算術》中的解法,本網站中蘇俊鴻老師所寫的〈矩陣的高斯消去法〉一文已有詳細的說明,在此不再贅述,請讀者自行參閱該文。接下來將介紹明朝《算法統宗》的「二色方程歌」。

《算法統宗》的「二色方程歌」

程大位,字汝思,號賓渠,生於明朝嘉靖12年(西元1533年),卒於明朝萬曆34年(西元1606年)。關於程大位的生平記載並不多,據稱他年少時聰穎而好學,除了讀儒家書外,更嗜書法與數學。二十歲外出經商後,更不忘四處搜羅有關的字帖及書籍。他的長輩程時用稱他「凡客遊湖海,遇古其文字及算數諸書,則購而玩之,齋心一志,至忘寢食。」數學書與書法帖被並稱「購而玩之」,可見在當時數學的地位與技藝相去不遠。不同於長輩認為的數學僅是玩物,程大位自己十分注重對數學的鑽研,他說:

予幼耽習是學,弱冠商游吳楚遍訪明師,繹其文義,審至成法。

各式聯立方程組的程序性解法 (1):麥克勞林與卡丹諾(Different Procedural Resolutions of Linear Equations: Maclaurin’s and Cardano’s Works)

各式聯立方程組的程序性解法 (1):麥克勞林與卡丹諾
(Different Procedural Resolutions of Linear Equations: Maclaurin’s and Cardano’s Works)

國立臺南第一高級中學數學科林倉億老師

摘要:本文介紹麥克勞林在其《代數學》中所呈現的二元、三元一次聯立方程組的解公式,它們等價於克拉瑪公式。另外還介紹了卡丹諾在《大技術》中相當於二元一次聯立方程組的程序性解法。

麥克勞林的公式

麥克勞林 (Colin Maclaurin, 1698~1746)在27歲的時候獲得牛頓 (Newton)的推薦擔任愛丁堡大學數學教授一職,將一生都奉獻給了故鄉蘇格蘭。在他死後兩年 (1748年)才出版的著作《代數學》(Treatise of Algebra)中,也有今日所謂的「克拉瑪公式」,他利用解方程式的方式,得出下列的公式:

$$\left\{ \begin{array}{l} ax + by = c\\ dx + ey = f \end{array} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} x =\displaystyle \frac{{ce – bf}}{{ae – db}}\\ y =\displaystyle \frac{{af – dc}}{{ae – db}} \end{array} \right.$$

$$\left\{ \begin{array}{l} ax + by + cz = m\\ dx + ey + fz = n\\ gx + hy + kz = p \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} x =\displaystyle \frac{{ekm – bfm + bcn – bkn + bfp – cep}}{{aek – abf + dbc – dbk + gbf – gce}}\\ y =\displaystyle \frac{{afp – akn + dkm – dep + gcn – gfm}}{{aek – abf + dbc – dbk + gbf – gce}}\\ z =\displaystyle \frac{{aep – abn + dbm – dbp + gbn – gem}}{{aek – abf + dbc – dbk + gbf – gce}} \end{array} \right.$$

布里格斯與歐拉求 log2 近似值的方法( Methods of Approximating log2)

布里格斯與歐拉求 $$\log2$$ 近似值的方法(Briggs’ and Euler’s Methods of Approximating $$\log 2$$)
國立台南第一高級中學數學科林倉億老師/國立臺灣師範大學數學系許志農教授責任編輯

摘要:本文說明布里格斯(Briggs)與歐拉(Euler)求 $$\log 2$$ 近似值的方法。

布里格斯的方法

今日以 $$10$$ 為底的常用對數是布里格斯(Henry Briggs, 1561~1630)在讀完納皮爾(John Napier, 1550~1617)1614 年的《對數的奇妙準則》(Mirifici logarithmorum canonis descriptio)後,向納皮爾提出的修正。布里格斯在其1624年發表的著作《對數算術》中,利用 $$2^n$$ 的位數來求 $$\log2$$ 的近似值。

巴斯卡與數學歸納法(Pascal and Mathematical Induction)

巴斯卡與數學歸納法(Pascal and Mathematical Induction)
國立台南第一高級中學數學科林倉億老師/國立臺灣師範大學數學系許志農教授責任編輯

摘要:本文介紹巴斯卡在其著作《論算術三角形》中的推論12,以及巴斯卡在證明推論12所用的方法與今日數學歸納法的關係。

巴斯卡(Blaise Pascal,1623-1662)因「巴斯卡三角形」而廣為中學學生所認識,然而,大部分中學生以及中學老師並不知道,巴斯卡在《論算術三角形》(A treatise on the Arithmetical Triangle)一書中,除了介紹「算術三角形」(即俗稱的「巴斯卡三角形」)外,還利用了「疑似的」數學歸納法來證明其中的性質,因此,巴斯卡曾被認為是最早使用數學歸納法的人。為什麼說「疑似的」呢?請繼續看下去。

數學史與數學教學之關連

數學史與數學教學之關連(History and Pedagogy of Mathematics, HPM)
國立臺灣師範大學數學系洪萬生教授/國立臺灣師範大學數學系洪萬生
教授責任編輯

HPM(International Study Group on the Relations between History and Pedagogy)是國際數學教育委員會(ICMI)的一個研究群,現在,我們也將它借用為數學(教育)的一個知識活動。因此,HPM既代表一個組織,也同時簡稱數學史融入數學教學的一種主張或方法。

Pages