南宋著名的數(shù)學(xué)家楊輝:推動中國算術(shù)領(lǐng)域發(fā)展

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
南宋楊輝是杭州人,是南宋著名的數(shù)學(xué)家。關(guān)于楊輝的出生年月和生平閱歷沒有詳細(xì)的記載,只知道楊輝曾在南宋朝廷任職,多數(shù)時間都在蘇州杭州一帶。楊輝為官清廉而有正義感,深得百姓稱頌。說起楊輝的貢獻(xiàn),不得不提的就是他在算數(shù)上的成就,后人將楊輝、秦九韶、李冶、朱世杰并稱“宋元數(shù)學(xué)四大家”。

南宋楊輝一生寫過很多著作,都是數(shù)學(xué)相關(guān)的理論知識。其中,他寫有《詳解九章算法》、《日用算法》、《乘除通變本末》、《田畝比類乘除捷法》等書籍。楊輝根據(jù)日常需要的運(yùn)算總結(jié)出算法理論,幫助百姓們計算需求。值得一提的是,楊輝是世界上第一個排列縱橫圖,并且從中總結(jié)出構(gòu)成規(guī)律的理論知識,推動了世界算術(shù)進(jìn)程,具有很高的現(xiàn)實(shí)意義。楊輝生活年間,手工業(yè)和商業(yè)已經(jīng)有了較大發(fā)展,社會經(jīng)濟(jì)得到提升的同時,商人和百姓們都需要用到數(shù)學(xué)計算。社會對算術(shù)的需求引發(fā)了楊輝的重視。

事實(shí)上,資本經(jīng)濟(jì)萌芽時期,就有數(shù)學(xué)家總結(jié)了日常計算方法。晚唐時期,出現(xiàn)可一些較為實(shí)用的計算書籍,到了南宋年間時,諸如《夏侯陽算經(jīng)》等書籍已經(jīng)失傳了。隨后,南宋楊輝在總結(jié)前人算術(shù)基礎(chǔ)上,又總結(jié)出一種更為簡單便捷的算法。所以,后人們在提到楊輝在數(shù)學(xué)方面的貢獻(xiàn)時,也會想起他改進(jìn)乘除計算技術(shù),讓運(yùn)算更加便捷化和簡單化。不僅提高了運(yùn)算速度,也提高了準(zhǔn)確率。

楊輝的貢獻(xiàn)

楊輝在總結(jié)前朝數(shù)學(xué)家的成果時,又極大地創(chuàng)新和發(fā)展了數(shù)學(xué)技術(shù),推動了中國算術(shù)領(lǐng)域的進(jìn)步。北宋時期出現(xiàn)了一種名為增成法的算術(shù),楊輝理解其中的規(guī)律后,進(jìn)一步完善了增成法的運(yùn)算和適用范圍。楊輝認(rèn)為,增成法雖然在一定程度上避免了試商。

但是被除數(shù)增多時,運(yùn)算量不僅會加大,正確率也不高。楊輝在所著《乘除通變算寶》一書中,概括了簡便的計算規(guī)律,比如“歸數(shù)求成十”、“歸數(shù)自上加”等,方便了百姓計算問題。

其次,楊輝在改進(jìn)算術(shù)計算同時,提出了一些實(shí)用性很強(qiáng)的口訣;诳谠E的便捷化,算盤技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。所以,從客觀上來講,楊輝推進(jìn)了算術(shù)進(jìn)程,也間接衍生了算盤這一產(chǎn)物。

第三,楊輝對縱橫圖有了較深的理解,在他著有《續(xù)古摘奇算法》一書中,提出了縱橫圖的研究記錄和算法,這部《續(xù)古摘奇算法》也成為世界上最早對縱橫圖有過理論研究的著作?v橫圖是楊輝起的名字,在楊輝之前人們將縱橫圖稱為幻方。漢代數(shù)學(xué)家鄭玄在《易緯注》和《數(shù)術(shù)記遺》兩書中,都有介紹幻方的生神奇之處;梅揭虼吮毁x予了神秘的色彩。楊輝在《續(xù)古摘奇算法》中創(chuàng)作了多樣圖形,有四階縱橫圖、百子圖、“聚八”圖、“攢九”圖等。

除此之外,楊輝最大的貢獻(xiàn)成果便是他對垛積術(shù)的研究。垛積術(shù)類似等差數(shù)列,和等差數(shù)列不同的是,垛積術(shù)針對的是高級等差數(shù)列的研究。隨后,楊輝還總結(jié)了等差數(shù)列求和的公式。楊輝這一研究成果,極大地豐富了數(shù)學(xué)領(lǐng)域理論。

楊輝的故事

楊輝擔(dān)任臺州官吏時,一次,看著窗外春光無限好,楊輝便打算巡游臺州。一邊體察民情,一邊欣賞美麗的春景,實(shí)在是一件很美妙的事情。楊輝坐在轎子中,看見大自然一片萬物復(fù)蘇的場景,心情非常愉悅。他撩起轎簾正在欣賞沿途的春光,突然轎子停住了。

楊輝問侍衛(wèi)為何立即停下,侍衛(wèi)回答說,前方路上有個小男孩正蹲在不知在干什么。另一位侍衛(wèi)急忙上前呵斥這位小男孩,讓他趕緊讓路。小男孩聚精會神地在地上比劃,絲毫不聽侍衛(wèi)的命令。

隨后,楊輝下轎來到小男孩身旁,摸著頭問這位小男孩正在干什么。小男孩回答說,這是老師布置的一道算術(shù),必須在下午上課之前算出來。如果你們的馬從這兒經(jīng)過的話,就將我的計算成果破壞了。楊輝一看,原來是九宮圖,于是楊輝也蹲在地上,和小男孩一起計算。已經(jīng)過了正午,倆人才將九宮格填滿,無論橫加豎加斜加,結(jié)果都是15。小男孩很感激楊輝幫忙,便邀請楊輝去他家吃飯。

到小男孩家之后,父母才說出了其中緣由,因家境貧困,父母沒有多余的錢財供小男孩上課。小男孩乘放牛時偷偷地跑到私塾下聽課,每天回家后,就努力回憶今天聽到的知識。楊輝聽后,給了小男孩父母十兩銀子,并讓小男孩到私塾念書。下午楊輝帶小男孩去私塾時,教書先生和楊輝聊起了數(shù)學(xué)問題。楊輝回到家后,常常投入數(shù)學(xué)演算中,并總結(jié)出九宮圖規(guī)律,即為:“九子斜排,上下對易,左右相更,四維挺出”。




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