Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Основная фигура в Морском зеркале круговых измерений , которую используют все задачи. На нем изображен круглый город, вписанный в прямоугольный треугольник и квадрат.

Цэюань хайцзин ( упрощенный китайский :测 圆 海 镜; традиционный китайский :測 圓 海 鏡; пиньинь : cè yuán hǎi jìng ; букв. «Морское зеркало круговых измерений») - это трактат о решении геометрических задач с помощью алгебры Тянь Юань шу. написано математиком Ли Чжи в 1248 году во времена Монгольской империи.. Это набор из 692 формул и 170 задач, созданных на основе одной и той же главной диаграммы круглого города, вписанного в прямоугольный треугольник и квадрат. Часто в них участвуют два человека, которые идут по прямой линии, пока не увидят друг друга, не встретятся или не достигнут дерева или пагоды в определенном месте. Это книга по алгебраической геометрии, цель которой - изучение сложных геометрических соотношений с помощью алгебры.

Большинство геометрических задач решаются полиномиальными уравнениями, которые представляются с использованием метода, называемого тянь юань шу , «метод массива коэффициентов» или буквально «метод небесного неизвестного». Ли Чжи - самый ранний из сохранившихся источников этого метода, хотя в той или иной форме он был известен до него. Это позиционная система стержневых чисел для представления полиномиальных уравнений .

Цеюань хайцзин был впервые представлен западу британским протестантским христианским миссионером в Китае Александром Вайли в его книге « Заметки о китайской литературе» , 1902 г. Он писал:

На первой странице изображен круг, заключенный в треугольник, разрезанный на 15 фигур; затем даются определение и соотношения нескольких частей, а за ними следуют 170 задач, в которых принцип новой науки рассматривается как преимущество. На всем протяжении автора есть экспозиция и схолия. [1]

Этот трактат состоит из 12 томов.

Том 1 [ править ]

Реконструированная схема кругового города в алфавитах

Схема круглого города [ править ]

Монография начинается с основной диаграммы, которая называется «Схема Круглого города» (圆 城 图 式). На нем изображен круг, вписанный в прямоугольный треугольник и четыре горизонтальные линии, четыре вертикальные линии.

  • TLQ, большой прямоугольный треугольник с горизонтальной линией LQ, вертикальной линией TQ и гипотенузой TL

C: Центр круга:

  • NCS: Вертикальная линия, проходящая через C, пересекает круг и линию LQ в точке N (南 северной стороны городской стены), пересекает южную сторону круга в точке S ().
  • NCSR, продолжение линии NCS до пересечения гипотенузы TL в точке R (日)
  • WCE: горизонтальная линия, проходящая через центр C, пересекает круг и линию TQ в точке W (西, западная сторона городской стены) и окружность в точке E (, восточная сторона городской стены).
  • WCEB: продолжение прямой WCE до пересечения гипотенузы в точке B (川)
  • KSYV: горизонтальная касательная в точке S, пересекает прямую TQ в точке K (坤), гипотенузу TL в точке Y (月).
  • HEMV: вертикальная касательная к окружности в точке E, пересекает прямую LQ в точке H, гипотенуза в точке M (山, гора)
  • HSYY, KSYV, HNQ, QSK образуют квадрат с вписанным кругом C.
  • Линия YS, вертикальная линия от Y пересекает линию LQ в точке S (泉, пружина)
  • Линия BJ, вертикальная линия из точки B, пересекает линию LQ в точке J (夕, ночь)
  • RD, горизонтальная линия от R, пересекает линию TQ в точке D (旦, день)

Направления на север, юг, восток и запад на диаграмме Ли Чжи противоположны нашему нынешнему соглашению.

Треугольники и их стороны [ править ]

Всего имеется пятнадцать прямоугольных треугольников, образованных пересечением между треугольником TLQ, четырьмя горизонтальными линиями и четырьмя вертикальными линиями.

Названия этих прямоугольных треугольников и их стороны приведены в следующей таблице.

В задачах с Тома 2 по Том 12 названия этих треугольников используются очень кратко. Например

«明 差», «разница MING» относится к «разнице между вертикальной и горизонтальной сторонами треугольника MING.
«叀 差», «разница ZHUANG» относится к «разнице между вертикальной и горизонтальной сторонами треугольника ZHUANG».
«明 差 叀 差 并» означает «сумма разницы MING и разницы ZHUAN».

Длина отрезков линии [ править ]

В этом разделе (今问正数) списки длина отрезков, сумма и разность и их комбинации в схеме круглого города, учитывая , что радиус г вписывать окружности шаги , .

13 сегментов i-го треугольника (i = от 1 до 15):

  1. Гипотенеза
  2. По горизонтали
  3. Вертикальный
  4. : 勾股 和: сумма горизонтального и вертикального
  5. : 勾股 校: разница вертикального и горизонтального
  6. : 勾 弦 和: сумма горизонтали и гипотенузы
  7. : 勾 弦 校: разница гипотенузы и горизонтали
  8. : 股 弦 和: сумма гипотенузы и вертикали
  9. : 股 弦 校: разница гипотенузы и вертикали
  10. : 弦 校 和: сумма разности и гипотенузы
  11. : 弦 校 校: разность гипотенузы и разность
  12. : 弦 和 和: сложить гипотенузу и сумму вертикального и горизонтального
  13. : 弦 和 校: разница суммы горизонтали и вертикали с гипотенузой

Среди пятнадцати прямоугольных треугольников есть два набора идентичных треугольников:

= ,
знак равно

это

;
;
;
;
;
;

Номера сегментов [ править ]

Всего 15 x 13 = 195 терминов, их значения показаны в Таблице 1: [2]

Таблица сегментов 1

Определения и формулы [ править ]

Разная формула [ править ]

[3]

  1. = *
  2. знак равно
  3. знак равно
  4. знак равно
  5. знак равно
  6. знак равно
  7. знак равно
  8. знак равно
  9. знак равно
  10. = =

Пять сумм и пять различий [ править ]

  1. [4]

Ли Чжи вывел в общей сложности 692 формулы в хайцзине Сэйюань. Восемь формул неверны, остальные верны [5]

В томах 2 и 12 содержится 170 задач, каждая из которых использует несколько выбранных из этой формулы для формирования полиномиальных уравнений от 2-го до 6-го порядка. Фактически, существует 21 задача, дающая полиномиальное уравнение третьего порядка, 13 задач, дающих полиномиальное уравнение 4-го порядка, и одна задача, дающая полиномиальное уравнение 6-го порядка [6]

Том 2 [ править ]

Этот том начинается с общей гипотезы [7]

Все последующие 170 задач представляют собой несколько отрезков, их сумму или разность, чтобы найти радиус или диаметр круглого города. Все задачи имеют более или менее одинаковый формат; он начинается с вопроса, за которым следует описание алгоритма, иногда за которым следует пошаговое описание процедуры.

Девять типов вписанного круга

Первые десять задач были решены без использования тянь юань шу. Эти проблемы связаны с различными типами вписанного круга.

Вопрос 1
Двое мужчин A и B начинают движение из угла Q. A идет на восток на 320 шагов и останавливается. B идет на юг 600 шагов и видит B. Каков диаметр круглого города?
Ответ: диаметр круглого городка 240 шагов.
Это проблема вписанного круга, связанная с
Алгоритм:
вопрос 2
Двое мужчин A и B стартуют у западных ворот. B идет на восток на 256 шагов, A идет на юг на 480 шагов и видит B. Каков диаметр города?
Ответ 240 шагов
Это проблема вписанного круга, связанная с
Из таблицы 1, 256 = ; 480 =
Алгоритм:
Вопрос 3
вписанный круг проблема, связанная с

Вопрос 4 : проблема вписанного круга, связанная с

Вопрос 5 : проблема с вписанным кругом, связанная с

Вопрос 6

Вопрос 7

Вопрос 8

Вопрос 9

Вопрос 10

Тянь Юань Шу [ править ]

Циюань хайцзин том II Задача 14, подробное описание процедуры (草 曰)
Начиная с задачи 14, Ли Чжи ввел «тянь юань один» как неизвестную переменную и создал два выражения в соответствии с определением раздела и формулой , а затем приравнял эти два выражения тянь юань шу. Затем он решил проблему и получил ответ.
Вопрос 14: «Предположим, что человек выходит из Западных ворот и направляется на юг на 480 шагов и наталкивается на дерево. Затем он вышел из Северных ворот, направляясь на восток на 200 шагов, и увидел то же дерево. Каков радиус круга собственного? ? "。
Алгоритм: Задайте радиус равным единице Тянь Юань, поместите на пол счетные стержни, представляющие 480 шагов в южном направлении, вычтите радиус Тянь Юань, чтобы получить

Затем вычтите тянь юань из 200 шагов на восток, чтобы получить:

умножьте эти два выражения, чтобы получить :

это

таким образом:

Решите уравнение и получите

Том 3 [ править ]

17 проблем, связанных с сегментом, т.е. TW в [8]

Эти пары с , пар с и пар с в задачах с одинаковым количеством объема 4. Другими словами, например, изменение задачи 2 в 3 т в превращает его в задаче 2 Vol 4. [9]

Том 4 [ править ]

17 задач, учитывая и второй сегмент, найти диаметр кругового города. [10]

Том 5 [ править ]

18 задач, учитывая 。[10]

Том 6 [ править ]

18 задач.

Q1-11,13-19 с учетом , и второго отрезка прямой, найдите диаметр d. [10]
Q12 : дан и еще один отрезок, найти диаметр d.

Том 7 [ править ]

18 задач по двум отрезкам прямой найти диаметр круглого города [11]

Том 8 [ править ]

За 17 задач по трем-восьми отрезкам или их сумме или разности можно найти диаметр круглого города. [12]

Проблема 14 [ править ]

Учитывая, что сумма разницы GAO и разницы MING составляет 161 шаг, а сумма разницы MING и разницы ZHUAN составляет 77 шагов. Какой диаметр у круглого города?
Ответ: 120 шагов.

Алгоритм: [13]

Дано

: Сложите эти два элемента и разделите на 2; согласно # Определениям и формуле , это равно разнице HUANGJI:

Пусть единица Тянь Юань - это горизонталь SHANGPING (SG):
знак равно
(# Определение и формула)
Поскольку (Определение и формула)
(диаметр круглого городка),
Теперь умножьте длину RZ на
умножьте его на квадрат RS:
приравняем выражения для двух
таким образом
Мы получаем:

решаем и получаем ;

Это соответствует горизонтали SHANGPING 8-го треугольника в номерах #Segment . [14]

Том 9 [ править ]

Часть I
Часть II

Том 10 [ править ]

8 задач [15]

Том 11 [ править ]

: Разные 18 задач :[16]

Том 12 [ править ]

14 задач на дроби [17]

Исследование [ править ]

В 1913 году французский математик Л. ван Хое написал статью о Сеюань-хайцзине. В 1982 году К. Хемла защитила докторскую диссертацию «Etude du Livre Reflects des Mesuers du Cercle sur la mer de Li Ye». 1983 г., профессор математики Сингапурского университета Лам Лэй Йонг: китайские полиномиальные уравнения в тринадцатом веке。

Сноски [ править ]

  1. ^ Александр Уайль, Записки о китайской литературе , Шанхай, P116, перепечатаны по Kessinger Publishing
  2. Составлено из Kong Guoping p 62-66.
  3. ^ Bai Shangshu p24-25.
  4. ^ У Wenjun Глава II p80
  5. ^ Bai Shangshu, p3, Предисловие
  6. У Вэньцзюнь, стр. 87
  7. ^ Bai Shangshou, p153-154
  8. ^ Ли Янь p75-88
  9. ^ Martzloff, P147
  10. ^ а б в Ли Янь с. 88-101
  11. ^ Kong Гуопин p169-184
  12. ^ Kong Гуопин p192-208
  13. ^ Bai Shangshu, p562-566
  14. ^ Сноска : В Том 8 Проблема 14, Ли Чжи остановки короткой при х = 64. Однако ответ очевиден, так как из формулы № 8 в формуле # Разное : и из # Длина отрезков линии , таким образом, можно легко получить радиус круглого города. Собственно говоря, задача 6 тома 11 - это как раз такой вопрос о заданноми, чтобы найти радиус круглого города.
  15. ^ Kong Гуопин p220-224
  16. ^ Kong Гуопин p234-248
  17. ^ P255-263

Ссылки [ править ]

  • Жан-Клод Марцлофф, История китайской математики , Springer 1997 ISBN  3-540-33782-2
  • Конг Гопин, Путеводитель по Сеюань Хайцзин , Hubei Education Press, 1966 г. 《测 圆 海 镜 今 导读》 《今 问 正》 湖北 教育 Version社. 1995 г.
  • Бай Шаншу: современный китайский перевод хайцзин Ли Йе Цеюань . Shandong Education Press 1985 г. 李 冶 著 白 尚 恕 译 钟善基 校. 《测 圆 海 镜 今译》 山东 教育 出 Version社. 1985 г.
  • У Вэньцзюнь Большая серия истории китайской математики, том 6 吴文俊 主编 《中国 数学 史 大 系》 第六卷
  • Ли Янь, Историческое исследование Сэйюань-хайцзин, собрание сочинений Ли Яня и Цянь Баоцун, том 8 《李 俨. 钱 宝 琮 史 全集》 卷 8 , 李 俨 《圆 海 镜 研究 历程 考 考