數學故事
九章算術

成書於公元前一世紀的《九章算術》是我國最重要的數學經典之一,它集先秦到西漢數學知識之大成,集中體現了當時中國數學領域的最高發展水平。全書以計算為中心,基本上採取算法統率應用問題的形式。它的許多成就居世界領先地位,奠定了此後中國數學居世界前列千餘年的基礎。

1. 十進位置值制記數法
 我國是世界上最早產生並確立完善的十進位置值記數法的國家。早在四五千年前就有了數目字 ,商朝已掌握了3萬以內十進數目,以位置制記錄,這種記數法比古巴比倫的60進制、瑪雅人的 20 進制、羅馬人的5 - 10進制以及古埃及和希臘的十進非位置制優越得多。十進位置制記數法被 馬克思譽為人類文明進程中 "最美妙的發明之一"。劉徽在此基礎上創造了十進小數,外國直到 14、15 世紀才出現十進小數,小數點直至17世紀才開始使用。

2. 計算工具的發明
 算籌是古代數學的一種獨特的計算工具,"算術" 的意義即是運用算籌的技術,這恰當概括了古 中國數學使用算器、以算為主的特點。《九章》是以算籌為算具的數學教科書,算籌作為當時 世界最靈巧的計算工具,使用起來既方便又準確,成為在歷史上延續了1500年以上的科學傳統 。元朝以後發展的珠算是籌算制的發展、改革和繼續。在我國、日本及其他東南亞國家、珠算 仍盛行不衰。此外,西方世界教育人士認為珠算在數學教育中有其不能偏廢的特殊意義。

3. 分數四則運算及其應用
 《九章》中的分數知識 (包括約分、通分和加減乘除法則) 已是當時世界上最系統、最完備的分 數理論,是世界上最早的分數運算法則。大約15世紀歐洲才通行分數算法,印度到七世紀才有 與中國相同的分數四則運算法則。

4. 幾何初步知識
 《九章》中詳細說明了長方形面積概念、三角形面積計算、梯形面積和圓面積的計算。《九章 》及其劉注中關於三角形、梯形面積公式借助於傳統的出入相補原理作出的。所謂出入相補, 劉徽稱之為以盈補虛,按現代的說法,即:一個平面圖形移動前後,面積不變;一個平面圖形 割成若干塊,各塊面積之和等於原圖形面積 (立體也同樣)。三角形和梯形面積的公式都可根據 長方形面積公式,利用出入相補原理而得到。出入相補原理是中國古代用於處理面積、體積問 題以及可以化為面積和體積問題的一種傳統方法。

5. 《九章》商功章已有許多立體體積計算的"術",如方柱、方錐,圓柱、圓錐等等都給出了體積 公式,劉徽採用了 "勾股術"、" 出入相補"、"損廣補狹"等多種思想和方法給予解釋和証明,充 分體現了古中國數學家處理幾何問題的風格和特點。

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