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第40章 第九章垛積招差

中國古代數學 郭书春 692 2018-03-20
人們很早就認識了等差級數。 《九章算術》均輸章有幾個等差級數的例題。如“今有金箠長五尺,斬本一尺重四斤,斬末一尺重二斤。問次一尺各重幾何?”《九章》用衰分術求解,劉徽則根據首項、末項、項數先求出公差:a=4,aa)/(5-1)=1/2。劉徽實際上已掌握了d=(aa)/(n-1)。此題為遞減,公差應為d=-1/2。 “九節竹”問也是一個等差級數問題。這些問題都未給出求和公式。盈不足章良駑二馬問則更進了一步。在求良、駑二馬15日所行里數時,使用了公式S=[a+1/2(n-1)d]n,這是已知等差級數的首項a,公差d,項數n,而求前n項和的公式。不過,描述上述公式的文字是《九章》術文還是劉徽注,學術界有不同意見,尚難定論。劉徽又把上述公式寫成:S=an+1/2[1+(n-1)](n-1)d

這可以看作是上述公式的推導。 等差級數問題在《張丘建算經》中又得到多方面發展。卷上第22問:“今有女善織,日益功疾,初日織五尺。今一月,共織九匹三丈。問日益幾何?術曰:置今織尺數,以一月日而一,所得倍之,又倍初日尺數減之,餘為實。以一月日數,初一日減之,餘為法,實如法得一。”設首項a,項數n,前n項和Sn,則公差d=(2S/n-2a)÷(n-1)。第23問:“今有女子不善織,日減功遲,初日織五尺,末日織一尺,今三十日織訖。問織幾何?術曰:並初末日織尺數,半之,餘,以乘織訖日數,即得。”設初日織a,末日織an,此即前n項和公式S=1/2(a+a)n。卷上第32問、卷中第1問都是已知首項a,公差d及各項平均值m,求項數n=〔2(ma)+d〕÷d。卷下第36問是已知公差1,首項1,則n項和S=1/2n(n+1)。

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