三、刘徽在数学上的贡献

    三、刘徽在数学上的贡献 (第2/3页)

思索,终于找到了一条途径,他分别做圆锥的外切正方锥和圆台的外切正方台,结果发现:“求圆亭(圆台)之积,亦犹方幂中求圆幂,圆面积与其外切正方形的面积之比为π∶4,由此他推得:圆台(锥)的体积与其外切正方台(锥)的体积之比,也是π∶4。很显然,如果知道了正方台(锥)的体积,即可求得圆台(锥)的体积。刘徽这个成果,看似简单,实际起着继往开来的重要作用,故有的现代数学家称之为“刘徽定理”。在古代没有微积分的时候,这条定理起着微积分的作用,在现代数学中仍有其价值。刘宋时祖冲之、祖暅父子继承刘徽定理而得出更为进步的祖氏原理。在西方,直到1635年意大利数学家卡瓦列利才有了与祖氏父子类似的思想,比祖氏父子已晚了一千一百多年,比刘徽更迟了一千三百多年。

    3、十进小数的应用在数学计算或实际应用中总不免出现奇零小数,在刘徽以前,一般是用分数或命名制来表示,如“一升又五分升之三”,即升。或七分八厘九毫五忽”等,在位数较少时,尚可凑合,当小数位数太多时,便很不方便,因之刘徽建立了十进分数制。他以忽为最小单位,不足忽的数,统称之为微数,开平方不尽时,根是无限小数,这又是无限现象。他说:“微数无名者以为分子,其一退以十为分母,再退以百为母,退之弥下,其分弥细,则朱幂(已经开出去的正方形面积)虽有所弃之数(未能开出的部分),不定言之也”。用现代方法写其方根近似值是忽。

    刘徽在对奇零小数的处理上所创立的十进小数记法,在世界数学史上也是一项重要的成就,外国的同样方法,到十四世纪才出现,比刘徽晚了千余年。

    4、改进了线性方程组的解法《九章算术》中有一章专讲线性方程组问题。用一种“直除法”求解,即解方程组时把多个未知数逐步减少到一个未知数,然后反过来求出所有未知数的值。“直除法”的消元(未知数)要通过对应项系数累减的办法来完成,比较麻烦。刘徽对“直除法”加以改进,在解二元一次方程组时,用了“互乘对减”的方法,一次消去一项,如同后来的加减消元法。刘徽虽然只用过一次“互乘对减法”,但他知此法带有普遍性,可以推广到任何元数的线性方程组。刘徽还使用配分比例法解线性方程组,也是有创造性的成果。在欧洲,直到十六世纪法国数学家布丢解线性方程的方法才与《九章算术》的“直除法”相似,然而已比《九章

    (本章未完,请点击下一页继续阅读)