中国数学史上牛顿之称的是

巡山小妖精
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2021年02月11日 05:44
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2021年2月11日发(作者:luhan)


刘徽(约


225



—< /p>



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


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、



24


边形< /p>


……



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

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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





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





股中容直



之类的典型图形的论析,形成了中国特色的相似理论。

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面积与体积理论



用出 入相补、


以盈补虚的原理及



割圆术< /p>



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。< /p>




牟合方盖





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




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



< p>


四望



。而印度在


7


世纪,欧洲在


15



16


世纪才开始研究两次测

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