中国数学史上牛顿之称的是
-
刘徽(约
225
年
—<
/p>
约
295
年)
,
汉族,山东滨州邹平市
人,魏晋期间伟大的数学家,中国古典
数学理论的奠
基人之一。在中国数学史上作出了极大的贡献,他的杰作《九章算术注》和
《海岛算经》
,是中国最宝贵的数学
遗产。刘徽思想敏捷,方法
灵活,既提倡推理又主张直观。他是中国最早明确主张用逻辑推理的方式来论证数学
命题
的人。刘徽的一生是为数学刻苦探求的一生。他虽然地位低下,但人格高尚。他不是沽名钓誉的庸人,而是
学而不厌的伟人,他给我们中华民族留下了宝贵的财富。
人物事迹:
《九章算术》约成书于东汉之初,共有
246
个问题的解法。
在许多方面:如解联立方程,分数四则运算,正
负数运算,几何图形的体积面积计算等,
都属于世界先进之列。刘徽在曹魏景初四年注《九章算术注》。
但因解法比较原始,缺乏必要的证明,刘徽则对此均作了补充证明。在这些证明中,显示了他在众多方面的
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创造性贡献。他是世界上最早提出十进小数概念的人,并用十进小数来表示无理数的立方根。
在代数方面,他正
确地提出了正负数的概念及其加减运算的法则,改进了线性方程组的解
法。在几何方面,提出了
割圆术
,即将
圆周用内接或外切正多边形穷竭的一种求圆面积和圆周长的方法
。他利用割圆术科学地求出了圆周率
π=3.1416
的结果。
他用割圆术,
从直径为
2
尺的圆内接正六边形开始割圆,
依次得正
12
边形、
正
24
边形<
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……
,
割得越细,
正多边形面积和圆面积之差越小,用他的原话说是
“
割之弥细
,所失弥少,割之又割,以至于不可割,则与圆周合
体而无所失矣。
”
他计算了
3072
边形面积并验
证了这个值。刘徽提出的计算圆周率的科学方法,奠定了此后千余
年来中国圆周率计算在
世界上的领先地位。
刘徽在数学上的贡献极多,在开方不尽的
问题中提出
“
求徽数
”
的思想,
这方法与后来求无理根的近似值的方法一致
,
它不仅是圆周率精确计算的必要条件,
而且促进了十
进小数的产生;在线性方程组解法中,他创造了比直除法更简便的互乘相消法,与现今解法基本一
致;并在中国
数学史上第一次提出了
“
不定方程问题
”
;他还建立了等差级数前
n
项和公式;提出并定义了许多数学概念:如幂
(面积);方
程(线性方程组);正负数等等.刘徽还提出了许多公认正确的判断作为证明的前提.他的大多数
推理、证明都合乎逻辑,十分严谨,从而把《九章算术》及他自己提出的解法、公式建立在必然性的基础
之上。
虽然刘徽没有写出自成体系的著作,但他注《九章算术》所运用的数学知识,实际
上已经形成了一个独具特色、
包括概念和判断、并以数学证明为其联系纽带的理论体系。
刘徽在割圆术中提出的
割之弥细,所失弥少,割之又割以至于不可割,则与圆合体而无所失矣
,这可视为
中国古代极限观念的佳作。《海岛算经》一书中,刘徽精心
选编了九个测量问题,这些题目的创造性、复杂性和
富有代表性,都在当时为西方所瞩目
。刘徽思想敏捷,方法灵活,既提倡推理又主张直观。他是我国最早明确主
张用逻辑推理
的方式来论证数学命题的人。
个人成就:
刘徽的数学成就大致为两方面:
一是
整理中国古代数学体系并奠定了它的理论基础,这方面集中体现在《九章算术注》中。它实已形成为一
个比较完整的理论体系:
数系理论
①用数的同类与异类阐述了
通分、约分、四则运算,以及繁分数化简等的运算法则;在开方术
的注释中,
他从开方不尽的意义出发,论述了无理方根的存在,并引进了新数,创造
了用十进分数无限逼近无理根的方法。
②在筹式演算理论方面,
先给率以比
较明确的定义,又以遍乘、通约、齐同等三种基本运算为基础,建立
了数与式运算的统一
的理论基础,
他还用
“
率
”
来定义中国古代数学中的
“
方程
”
,
即现代数学中线性方程组的
增广矩
阵。
③在勾股理论方面
逐一论证了有关勾
股定理与解勾股形的计算原理,
建立了相似勾股形理论,
发展了
勾股测
量术,通过对
“
勾中容横
”
与
“
股中容直
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”
之类的典型图形的论析,形成了中国特色的相似理论。
面积与体积理论
用出
入相补、
以盈补虚的原理及
“
割圆术<
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”
的极限方法提出了刘徽原理,
并解决了
多种几何形、
几何体的面积、
体积计算问题。这些方面的理论价
值至今仍闪烁着余辉。
二是在继承的基础上提出了自己的创见
。这方面主要体现为以下几项有代表性的创见:
①割圆术与圆周率,
他在《九章算术
圆田术》注中,用割
圆术证明了圆面积的精确公式,并给出了计算圆
周率的科学方法。
他首先从圆内接六边形开始割圆,
每次边数倍增,
算到
192
边形的面积,
得到
π=157/50=3.14
,
又算到
3072
边形的面积,得到
π=3927/1250=3.
1416
,称为
“
徽率
”
。
②刘徽原理
在《九章算术阳马术》注
中,他在用无限分割的方法解决锥体体积时,提出了关于多面体体积计
算的刘徽原理。<
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“
牟合方盖
”
说
在《九章算术
开立圆术》注中,他指
出了球体积公式
V=9D3/16(D
为球直径
)
的不精确性,并引入了
“
牟
合方
盖
”
这一著名的几何模型。
“
牟合方盖
”
是指正
方体的两个轴互相垂直的内切圆柱体的贯交部分。
方程新术
在《九章算术
方程术》注中,他提出
了解线性方程组的新方法,运用了比率算法的思想。
重差术
在自撰《海岛算经》中,他提
出了重差术,采用了重表、连索和累矩等测高测远方法。他还运用
“
类推衍化
”
的方法,使重差术由两次测望,发展为
“
三望
”
、
“
四望
”
。而印度在
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7
世纪,欧洲在
15
~
16
世纪才开始研究两次测