2014年1月4日星期六

评“九章算术”

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《九章算术》

《九章算术》现存最早的中国古代数学著作之一,是《算经十书》中最重要的一种。其作者已不可考。一般认为它是经历代各家的增补修订,而逐渐成为现今定本的。

1 历史
2 体例
3 影响
4 译本


历史

根据研究,西汉的张苍、耿寿昌曾经做过增补和整理,其时大体已成定本。最后成书最迟在东汉前期,但是其基本内容在东汉后期已经基本定型。九章算术将书中的所有数学问题分为九大类,就是“九章”。

1984年,在湖北出土了《算数书》书简。据考证,它比《九章算术》要早一个半世纪以上,书中有些内容和《九章算术》非常相似,一些内容的文句也基本相同。有人推测两书具有某些继承关系,但也有不同的看法认为《九章算术》没有直接受到《算数书》影响。

三国时期魏元帝景元四年(263年),刘徽为《九章》作注,加上自己心得体会,使其便于了解,可以流传下来。唐代李淳风又重新做注(656年),作为《算数十经》之一,版刻印刷,作为通用教材。


体例

《九章算术》共收有246个数学问题,分为九大类,在一个或几个问题之后,列出这个问题的解法。

方田章:主要是田亩面积的计算和分数的计算,是世界上最早对分数进行系统叙述的著作。

粟米章:主要是粮食交易的计算方法,其中涉及许多比例问题。

衰分章:主要内容为分配比例的算法。

少广章:主要讲开平方和开立方的方法。

商功章:主要是土石方和用工量等工程数学问题,以体积的计算为主。

均输章:计算税收等更加复杂的比例问题。

盈不足章:双设法的问题。

方程章:主要是联立一次方程组的解法和正负数的加减法,在世界数学史上是第一次出现。

勾股章:勾股定理的应用。


影响

《九章算术》总结了自周朝以来的中国古代数学,它既包含了以前已经解决了的数学问题,又有汉朝时新发现的数学成就。一般认为,它在数学史上,标志着中国古代数学体系的形成,是中国古代数学体系的初期代表作。

在九章算术中有许多数学问题都是世界上记载最早的。例如,关于比例算法的问题,它和后来在16世纪西欧出现的三分律的算法一样。关于双设法的问题,在阿拉伯曾称为契丹算法,13世纪以后的欧洲数学著作中也有如此称呼的,这也是中国古代数学知识向西方传播的一个证据。

《九章算术》对中国古代的数学发展有很大影响,这种影响一直持续到了清朝中叶。《九章算术》的叙述方式以归纳为主,先给出若干例题,再给出解法,不同于西方以演绎为主的叙述方式,中国后来的数学著作也都是采用叙述方式为主。历代数学家有不少人曾经注释过这本书,其中以刘徽和李淳风的注释最有名。

《九章算术》还流传到了日本和朝鲜,对其古代的数学发展也产生了很大的影响。

59 条评论:

  1. 九章算术

    《九章算术注序(刘徽)》作者:张苍

       昔在庖犠氏始画八卦,以通神明之德,以类万物之情,作九九之数,以合六 爻之变。暨于黄帝神而化之,引而伸之,于是建历纪,协律吕,用稽道原,然后 两仪四象精微之气可得而效焉。记称隶首作数,其详未之闻也。按周公制礼而有 九数,九数之流,则《九章》是矣。往者暴秦焚书,经术散坏。自时厥后,汉北 平侯张苍、大司农中丞耿寿昌皆以善算命世。苍等因旧文之遗残,各称删补。故 校其目则与古或异,而所论者多近语也。徽幼习《九章》,长再详览。观阴阳之 割裂,总算术之根源,探赜之暇,遂悟其意。是以敢竭顽鲁,采其所见,为之作 注。事类相推,各有攸归,故枝条虽分而同本榦知,发其一端而已。又所析理以 辞,解体用图,庶亦约而能周,通而不黩,览之者思过半矣。且算在六艺,古者 以宾兴贤能,教习国子;虽曰九数,其能穷纤入微,探测无方;至于以法相传, 亦犹规矩度量可得而共,非特难为也。当今好之者寡,故世虽多通才达学,而未 必能综于此耳。《周官·大司徒》职,夏至日中立八尺之表。其景尺有五寸,谓 之地中。说云,南戴日下万五千里。夫云尔者,以术推之。案:《九章》立四表 望远及因木望山之术,皆端旁互见,无有超邈若斯之类。然则苍等为术犹未足以 博尽群数也。徽寻九数有重差之名,原其指趣乃所以施于此也。凡望极高、测绝 深而兼知其远者必用重差、句股,则必以重差为率,故曰重差也。立两表于洛阳 之城,令高八尺,南北各尽平地。同日度其正中之时。以景差为法,表高乘表间 为实,实如法而一。所得加表高,即日去地也。以南表之景乘表间为实,实如法 而一,即为从南表至南戴日下也。以南戴日下及日去地为句、股,为之求弦,即 日去人也。以径寸之筒南望日,日满筒空,则定筒之长短以为股率,以筒径为句 率,日去人之数为大股,大股之句即日径也。虽夫圆穹之象犹曰可度,又况泰山 之高与江海之广哉。徽以为今之史籍且略举天地之物,考论厥数,载之于志,以 阐世术之美,辄造《重差》,并为注解,以究古人之意,缀于句股之下。度高者 重表,测深者累矩,孤离者三望,离而又旁求者四望。触类而长之,则虽幽遐诡 伏,靡所不入,博物君子,详而览焉。


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  2. 《卷一》作者:张苍


       ○方田(以御田畴界域)

    1: 今有田广十五步,从十六步。问为田几何?答曰:一亩。
    --------------------------------------------------------
    15x16=240方步=一亩


    2: 又有田广十二步,从十四步。问为田几何?答曰:一百六十八步。
      〔图:从十四,广十二。〕 方田术曰:广从步数相乘得积步。
    ----------------------------------------------------------
    12x14=168 平方步

      〔此积谓田幂。凡广从相乘谓之幂。
      淳风等按:经云广从相乘得积步,注云广从相乘谓之幂。观斯注意,积幂义 同。以理推之,固当不尔。何则?幂是方面单布之名,积乃众数聚居之称。循名 责实,二者全殊。虽欲同之,窃恐不可。今以凡言幂者据广从之一方;其言积者 举众步之都数。经云相乘得积步,即是都数之明文。注云谓之为幂,全乖积步之 本意。此注前云积为田幂,于理得通。复云谓之为幂,繁而不当。今者注释,存 善去非,略为料简,遗诸后学。〕 以亩法二百四十步除之,即亩数。百亩为一顷。
      〔淳风等按:此为篇端,故特举顷、亩二法。余术不复言者,从此可知。一 亩之田,广十五步,从而疏之,令为十五行,则每行广一步而从十六步。又横而 截之,令为十六行,则每行广一步而从十五步。此即从疏横截之步,各自为方, 凡有二百四十步。一亩之地,步数正同。以此言之,则广从相乘得积步,验矣。
      二百四十步者,亩法也;百亩者,顷法也。故以除之,即得。〕


    3: 今有田广一里,从一里。问为田几何?答曰:三顷七十五亩。
    -----------------------------------------------------------
    300x300=90000方步/240=375亩
    一里=300步,一步=6尺,一亩=240方步


    4: 又有田广二里,从三里。问为田几何?答曰:二十二顷五十亩。
      里田术曰:广从里数相乘得积里。以三百七十五乘之,即亩数。
      〔按:此术广从里数相乘得积里。方里之中有三顷七十五亩,故以乘之,即 得亩数也。〕
    --------------------------------------------------------------
    2x300x3x300/240=2250亩


    5: 今有十八分之十二,问约之得几何?答曰:三分之二。
    ----------------------------------------------------
    12/18=2/3


    6: 又有九十一分之四十九,问约之得几何?答曰:十三分之七。

      ○约分 〔按:约分者,物之数量,不可悉全,必以分言之;分之为数,繁则难用。
      设有四分之二者,繁而言之,亦可为八分之四;约而言之,则二分之一也,虽则 异辞,至于为数,亦同归尔。法实相推,动有参差,故为术者先治诸分。〕 术曰:可半者半之;不可半者,副置分母、子之数,以少减多,更相减损, 求其等也。以等数约之。
      〔等数约之,即除也。其所以相减者,皆等数之重叠,故以等数约之。〕
    ------------------------------------------------------------
    49/91=7/13


    7: 今有三分之一,五分之二,问合之得几何?答曰:十五分之十一。
    ----------------------------------------------------------------
    1/3+2/5=11/15


    8: 又有三分之二,七分之四,九分之五,问合之得几何?答曰:得一、六十三 分之五十。
    ----------------------------------------------------------------------
    2/3+4/7+5/9=1又50/63

      
    9: 又有二分之一,三分之二,四分之三,五分之四,问合之得几何?答曰:得 二、六十分之四十三。
    -------------------------------------------------------------------------
    1/2+2/3+3/4+4/5=2又23/60

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  3. ○合分 〔淳风等按:合分知,数非一端,分无定准,诸分子杂互,群母参差。粗细 既殊,理难从一,故齐其众分,同其群母,令可相并,故曰合分。〕 术曰:母互乘子,并以为实。母相乘为法。
      〔母互乘子。约而言之者,其分粗;繁而言之者,其分细。虽则粗细有殊, 然其实一也。众分错杂,非细不会。乘而散之,所以通之。通之则可并也。凡母 互乘子谓之齐,群母相乘谓之同。同者,相与通同,共一母也;齐者,子与母齐, 势不可失本数也。方以类聚,物以群分。数同类者无远;数异类者无近。远而通 体知,虽异位而相从也;近而殊形知,虽同列而相违也。然则齐同之术要矣:错 综度数,动之斯谐,其犹佩觿解结,无往而不理焉。乘以散之,约以聚之,齐同 以通之,此其算之纲纪乎?其一术者,可令母除为率,率乘子为齐。〕 实如法而一。不满法者,以法命之。
      〔今欲求其实,故齐其子,又同其母,令如母而一。其余以等数约之,即得 知,所谓同法为母,实余为子,皆从此例。〕 其母同者,直相从之。


    10:今有九分之八,减其五分之一,问余几何?答曰:四十五分之三十一。
    ---------------------------------------------------------------
    8/9-1/5=31/45


    11:又有四分之三,减其三分之一,问余几何?答曰:十二分之五。
    -------------------------------------------------------------
    3/4-1/3=5/12

      
    ○减分 〔淳风等按:诸分子、母数各不同,以少减多,欲知余几,减余为实,故曰 减分。〕 术曰:母互乘子,以少减多,余为实。母相乘为法。实如法而一。
      〔母互乘子知,以齐其子也。以少减多知,齐故可相减也。母相乘为法者, 同其母也。母同子齐,故如母而一,即得。〕


    12:今有八分之五,二十五分之十六,问孰多?多几何?答曰:二十五分之十六 多,多二百分之三。
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    5/8=125/200,16/25=128/200>5/8

    16/25-5/8=3/200



    13: 又有九分之八,七分之六,问孰多?多几何?答曰:九分之八多,多六十三 分之二。
    -----------------------------------------------------------------------------
    8/9=56/63;

    6/7=54/63>8/9

    8/9-6/7=2/63



    14: 又有二十一分之八,五十分之十七,问孰多?多几何?答曰:二十一分之八 多,多一千五十分之四十三。
    -----------------------------------------------------------------------------
    8/21=400/1050;

    17/50=357/1050>8/21;

    8/21-17/50=43/1050



      ○课分 〔淳风等按:分各异名,理不齐一,较其相近之数,故曰课分也。〕 术曰:母互乘子,以少减多,余为实。母相乘为法。实如法而一,即相多也。
      〔淳风等按:此术母互乘子,以少分减多分,与减分义同;惟相多之数,意 与减分有异:减分知,求其余数有几;课分知,以其余数相多也。〕


    15:今有三分之一,三分之二,四分之三。问减多益少,各几何而平?答曰:减 四分之三者二,三分之二者一,并,以益三分之一,而各平于十二分之七。
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    (1/3+2/3+3/4)/3=7/12;

    2/3-7/12=1/12;

    3/4-7/12=2/12;

    1/3+1/12+2/12=7/12



    16:又有二分之一,三分之二,四分之三。问减多益少,各几何而平?答曰:减 三分之二者一,四分之三者四、并,以益二分之一,而各平于三十六分之二十三。
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    (1/2+2/3+3/4)/3=23/36;

    2/3-23/36=1/36;

    3/4-23/36=4/36;

    1/2+1/36+4/36=23/36

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  4. ○平分 〔淳风等按:平分知,诸分参差,欲令齐等,减彼之多,增此之少,故曰平 分也。〕 术曰:母互乘子, 〔齐其子也。〕 副并为平实。
      〔淳风等按:母互乘子,副并为平实知,定此平实主限,众子所当损益知, 限为平。〕 母相乘为法。
      〔母相乘为法知,亦齐其子,又同其母。〕 以列数乘未并者各自为列实。亦以列数乘法。
      〔此当副置列数除平实,若然则重有分,故反以列数乘同齐。
      淳风等按:问云所平之分多少不定,或三或二,列位无常。平三知,置位三 重;平二知,置位二重。凡此之例,一准平分不可豫定多少,故直云列数而已。〕 以平实减列实,余,约之为所减。并所减以益于少。以法命平实,各得其平。
      


    17:今有七人,分八钱三分钱之一。问人得几何?答曰:人得一钱二十一分钱之四。
    ------------------------------------------------------------------------------
    (8又1/3)/7=25/21=1又4/21钱  



    18: 又有三人三分人之一,分六钱三分钱之一、四分钱之三。问人得几何?答曰: 人得二钱八分钱之一。
    --------------------------------------------------------------------------------
    (6又1/3+3/4)/(3又1/3)=17/8=2又1/8钱  


    ○经分 〔淳风等按:经分者,自合分已下,皆与诸分相齐,此乃直求一人之分。以 人数分所分,故曰经分也。〕 术曰:以人数为法,钱数为实,实如法而一。有分者通之。
      〔母互乘子知,齐其子;母相乘者,同其母。以母通之者,分母乘全内子。
      乘,散全则为积分,积分则与子相通,故可令相从。凡数相与者谓之率。率知, 自相与通。有分则可散,分重叠则约也;等除法实,相与率也。故散分者,必令 两分母相乘法实也。〕 重有分者同而通之。
      〔又以法分母乘实,实分母乘法。此谓法、实俱有分,故令分母各乘全分内 子,又令分母互乘上下。〕


    19: 今有田广七分步之四,从五分步之三,问为田几何?答曰:三十五分步之十 二。
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    (4/7)x(3/5)=12/35 方步



    20: 又有田广九分步之七,从十一分步之九,问为田几何?答曰:十一分步之七。
    --------------------------------------------------------------------------
    (7/9)x(9/11)=7/11 方步

      

    21: 又有田广五分步之四,从九分步之五,问为田几何?答曰:九分步之四。
    ------------------------------------------------------------------------------
    (4/5)x(5/9)=4/9 方步
      


    ○乘分 〔淳风等按:乘分者,分母相乘为法,子相乘为实,故曰乘分。〕 术曰:母相乘为法,子相乘为实,实如法而一。
      〔凡实不满法者而有母、子之名。若有分,以乘其实而长之,则亦满法,乃 为全耳。又以子有所乘,故母当报除。报除者,实如法而一也。今子相乘则母各 当报除,因令分母相乘而连除也。此田有广从,难以广谕。设有问者曰:马二十 匹,直金十二斤。今卖马二十匹,三十五人分之,人得几何?答曰:三十五分斤 之十二。其为之也,当如经分术,以十二斤金为实,三十五人为法。设更言马五 匹,直金三斤。今卖马四匹,七人分之,人得几何?答曰:人得三十五分斤之十 二。其为之也,当齐其金、人之数,皆合初问入于经分矣。然则分子相乘为实者, 犹齐其金也;母相乘为法者,犹齐其人也。同其母为二十,马无事于同,但欲求 齐而已。又,马五匹,直金三斤,完全之率;分而言之,则为一匹直金五分斤之 三。七人卖四马,一人卖七分马之四。金与人交互相生。所从言之异,而计数则 三术同归也。〕




    22: 今有田广三步三分步之一,从五步五分步之二,问为田几何?答曰:十八步。
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    (3又1/3)x(5又2/5)=18 方步



    23: 又有田广七步四分步之三,从十五步九分步之五,问为田几何?答曰:一百 二十步九分步之五。
    ------------------------------------------------------------------------------
    (7又3/4)x(15又5/9)=120又5/9 步  




    24: 又有田广十八步七分步之五,从二十三步十一分步之六,问为田几何?答曰: 一亩二百步十一分步之七。
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    (18又5/7)x(23又6/11)=440又7/11 步=1亩 200又7/11 步

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  5.  ○大广田 〔淳风等按:大广田知,初术直有全步而无余分;次术空有余分而无全步; 此术先见全步,复有余分,可以广兼三术,故曰大广。〕 术曰:分母各乘其全,分子从之, 〔分母各乘其全,分子从之者,通全步内分子。如此则母、子皆为实矣。〕 相乘为实。分母相乘为法。
      〔犹乘分也。〕 实如法而一。
      〔今为术广从俱有分,当各自通其分。命母入者,还须出之,故令分母相乘 为法而连除之。〕



    25: 今有圭田广十二步,正从二十一步,问为田几何?答曰:一百二十六步。
    -------------------------------------------------------------------------
    圭田是等腰三角形田

    S=12x21/2=126 步


    26: 又有圭田广五步二分步之一,从八步三分步之二,问为田几何?答曰:二十 三步六分步之五。
      术曰:半广以乘正从。
      〔半广知,以盈补虚为直田也。亦可半正从以乘广。按:半广乘从,以取中 平之数,故广从相乘为积步。亩法除之,即得也。〕
    ----------------------------------------------------------------------------------
    (5又1/2)x(8又2/3)/2=143/6=23 又 5/6 步



    27: 今有邪田,一头广三十步,一头广四十二步,正从六十四步。问为田几何? 答曰:九亩一百四十四步。
    -------------------------------------------------------------------------------------
    邪田是梯形田,一边是斜边,一边是直边,面积公式=(上底面积+下底面积)x高/2

    S=(30+42)X64/2=9.6亩  



    28: 又有邪田,正广六十五步,一畔从一百步,一畔从七十二步。问为田几何? 答曰:二十三亩七十步。
      术曰:并两斜而半之,以乘正从若广。又可半正从若广,以乘并。亩法而一。
      〔并而半之者,以盈补虚也。〕
    -------------------------------------------------------------------------------
    S=(100+72)X65/2=23亩又70步


    29: 今有箕田,舌广二十步,踵广五步,正从三十步,问为田几何?答曰:一亩 一百三十五步。
    --------------------------------------------------------------------------------------
    箕田是正梯形,两斜边等长。

    S=(20+5)X30/2=375步=1亩又135步



    30: 又有箕田,舌广一百一十七步,踵广五十步,正从一百三十五步,问为田几 何?答曰:四十六亩二百三十二步半。
      术曰:并踵、舌而半之,以乘正从。亩法而一。
      〔中分箕田则为两邪田,故其术相似。又可并踵、舌,半正从,以乘之。〕
    --------------------------------------------------------------------------------------
    S=(117+50)x135/2=11272.5步=46.96875亩



    31: 今有圆田,周三十步,径十步。
      〔淳风等按:术意以周三径一为率,周三十步,合径十步。今依密率,合径 九步十一分步之六。〕 问为田几何?答曰:七十五步。
      〔此于徽术,当为田七十一步一百五十七分步之一百三。
      淳风等按:依密率,为田七十一步二十三分步之一十三。〕
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    S=π r^2,古人以 圆面积=半径x半周 计算,结果相同,圆周率本书一概以3计算,刘徽、李淳风的注释不同,刘以3.14计算,李以22/7计算。

    S=半周x半径=15x5=75步

    “径十步”是个多余的条件,根本不需要。

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  6. 32: 又有圆田,周一百八十一步,径六十步三分步之一。
      〔淳风等按:周三径一,周一百八十一步,径六十步三分步之一。依密率, 径五十七步二十二分步之一十三。〕 问为田几何?答曰:十一亩九十步十二分步之一。
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    S=半径x半周=181x(60又1/3)/4=2730又1/12 步=11 亩 90又1/12 步




      〔此于徽术,当为田十亩二百八步三百一十四分步之一百十三。
      淳风等按:依密率,当为田十亩二百五步八十八分步之八十七。〕 术曰:半周半径相乘得积步。
      〔按:半周为从,半径为广,故广从相乘为积步也。假令圆径二尺,圆中容 六觚之一面,与圆径之半,其数均等。合径率一而外周率三也。
      又按:为图,以六觚之一面乘一弧半径,三之,得十二觚之幂。若又割之, 次以十二觚之一面乘一弧之半径,六之,则得二十四觚之幂。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。觚面之外,又有余径。
      以面乘余径,则幂出觚表。若夫觚之细者,与圆合体,则表无余径。表无余径, 则幂不外出矣。以一面乘半径,觚而裁之,每辄自倍。故以半周乘半径而为圆幂。
      此一周、径,谓至然之数,非周三径一之率也。周三者,从其六觚之环耳。以推 圆规多少之觉,乃弓之与弦也。然世传此法,莫肯精核;学者踵古,习其谬失。
      不有明据,辩之斯难。凡物类形象,不圆则方。方圆之率,诚著于近,则虽远可 知也。由此言之,其用博矣。谨按图验,更造密率。恐空设法,数昧而难譬,故 置诸检括,谨详其记注焉。
      割六觚以为十二觚术曰:置圆径二尺,半之为一尺,即圆里觚之面也。令 半径一尺为弦,半面五寸为句,为之求股。以句幂二十五寸减弦幂,余七十五寸, 开方除之,下至秒、忽。又一退法,求其微数。微数无名知以为分子,以十为分 母,约作五分忽之二。故得股八寸六分六厘二秒五忽五分忽之二。以减半径,余 一寸三分三厘九毫七秒四忽五分忽之三,谓之小句。觚之半面又谓之小股。为之 求弦。其幂二千六百七十九亿四千九百一十九万三千四百四十五忽,余分弃之。
      开方除之,即十二觚之一面也。
      割十二觚以为二十四觚术曰:亦令半径为弦,半面为句,为之求股。置上 小弦幂,四而一,得六百六十九亿八千七百二十九万八千三百六十一忽,余分弃之, 即句幂也。以减弦幂,其余开方除之,得股九寸六分五厘九毫二秒五忽五分忽之 四。以减半径,余三分四厘七秒四忽五分忽之一,谓之小句。觚之半面又谓之小 股。为之求小弦。其幂六百八十一亿四千八百三十四万九千四百六十六忽,余分 弃之。开方除之,即二十四觚之一面也。
      割二十四觚以为四十八觚术曰:亦令半径为弦,半面为句,为之求股。置上 小弦幕,四而一,得一百七十亿三千七百八万七千三百六十六忽,余分弃之,即 句幂也。以减弦幂,其余,开方除之,得股九寸九分一厘四毫四秒四忽五分忽之 四。以减半径,余八厘五毫五秒五忽五分忽之一,谓之小句。觚之半面又谓之小 股。为之求小弦。其幂一百七十一亿一千二十七万八千八百一十三忽,余分弃之。
      开方除之,得小弦一寸三分八毫六忽,余分弃之,即四十八觚之一面。以半径一 尺乘之,又以二十四乘之,得幂三万一千三百九十三亿四千四百万忽。以百亿除 之,得幂三百一十三寸六百二十五分寸之五百八十四,即九十六觚之幂也。
      割四十八觚以为九十六觚术曰:亦令半径为弦,半面为句,为之求股。置次 上弦幂,四而一,得四十二亿七千七百五十六万九千七百三忽,余分弃之,即句 幂也。以减弦幂,其余,开方除之,得股九寸九分七厘八毫五秒八忽十分忽之九。
      以减半径,余二厘一毫四秒一忽十分忽之一,谓之小句。觚之半面又谓之小股。
      为之求小弦。其幂四十二亿八千二百一十五万四千一十二忽,余分弃之。开方除 之,得小弦六分五厘四毫三秒八忽,余分弃之,即九十六觚之一面。以半径一尺 乘之,又以四十八乘之,得幂三万一千四百一十亿二千四百万忽,以百亿除之, 得幂三百一十四寸六百二十五分寸之六十四,即一百九十二觚之幂也。以九十六 觚之幂减之,余六百二十五分寸之一百五,谓之差幂。倍之,为分寸之二百一十, 即九十六觚之外弧田九十六所,谓以弦乘矢之凡幂也。加此幂于九十六觚之幂, 得三百一十四寸六百二十五分寸之一百六十九,则出圆之表矣。故还就一百九十 二觚之全幂三百一十四寸以为圆幂之定率而弃其余分。以半径一尺除圆幂,倍之, 得六尺二寸八分,即周数。令径自乘为方幂四百寸,与圆幂相折,圆幂得一百五 十七为率,方幂得二百为率。方幂二百其中容圆幂一百五十七也。圆率犹为微少。
      案:弧田图令方中容圆,圆中容方,内方合外方之半。然则圆幂一百五十七,其 中容方幂一百也。又令径二尺与周六尺二寸八分相约,周得一百五十七,径得五 十,则其相与之率也。周率犹为微少也。晋武库中汉时王莽作铜斛,其铭曰:律 嘉量斛,内方尺而圆其外,庣旁九厘五毫,幂一百六十二寸,深一尺,积一千六 百二十寸,容十斗。以此术求之,得幂一百六十一寸有奇,其数相近矣。此术微 少。而觚差幂六百二十五分寸之一百五。以一百九十二觚之幂为率消息,当取此 分寸之三十六,以增于一百九十二觚之幂,以为圆幂,三百一十四寸二十五分寸 之四。置径自乘之方幂四百寸,令与圆幂通相约,圆幂三千九百二十七,方幂得 五千,是为率。方幂五千中容圆幂三千九百二十七;圆幂三千九百二十七中容方 幂二千五百也。以半径一尺除圆幂三百一十四寸二十五分寸之四,倍之,得六尺 二寸八分二十五分分之八,即周数也。全径二尺与周数通相约,径得一千二百五 十,周得三千九百二十七,即其相与之率。若此者,盖尽其纤微矣。举而用之, 上法仍约耳。当求一千五百三十六觚之一面,得三千七十二觚之幂,而裁其微分, 数亦宜然,重其验耳。
      淳风等案:旧术求圆,皆以周三径一为率。若用之求圆周之数,则周少径多。
      用之求其六觚之田,乃与此率合会耳。何则?假令六觚之田,觚间各一尺为面, 自然从角至角,其径二尺可知。此则周六径二与周三径一已合。恐此犹为难晓, 今更引物为喻。设令刻物作圭形者六枚,枚别三面,皆长一尺。攒此六物,悉使 锐头向里,则成六觚之周,角径亦皆一尺。更从觚角外畔,围绕为规,则六觚之 径尽达规矣。当面径短,不至外规。若以径言之,则为规六尺,径二尺,面径皆 一尺。面径股不至外畔,定无二尺可知。故周三径一之率于圆周乃是径多周少。
      径一周三,理非精密。盖术从简要,举大纲,略而言之。刘徽特以为疏,遂改张 其率。但周、径相乘,数难契合。徽虽出斯二法,终不能究其纤毫也。祖冲之以 其不精,就中更推其数。今者修撰,捃摭诸家,考其是非,冲之为密。故显之于 徽术之下,冀学者知所裁焉。〕 又术曰:周、径相乘,四而一。
      〔此周与上觚同耳。周、径相乘,各当一半。而今周、径两全,故两母相乘 为四,以报除之。于徽术,以五十乘周,一百五十七而一,即径也。以一百五十 七乘径,五十而一,即周也。新术径率犹当微少。据周以求径,则失之长;据径 以求周,则失之短。诸据见径以求幂者,皆失之于微少;据周以求幂者,皆失之 于微多。
      淳风等按:依密率,以七乘周,二十二而一,即径;以二十二乘径,七而一, 即周。依术求之,即得。〕 又术曰:径自相乘,三之,四而一。
      〔按:圆径自乘为外方,三之,四而一者,是为圆居外方四分之三也。若令 六觚之一面乘半径,其幂即外方四分之一也。因而三之,即亦居外方四分之三也。
      是为圆里十二觚之幂耳。取以为圆,失之于微少。于徽新术,当径自乘,又以一 百五十七乘之,二百而一。
      淳风等按:密率,令径自乘,以十一乘之,十四而一,即圆幂也。〕 又术曰:周自相乘,十二而一。
      〔六觚之周,其于圆径,三与一也。故六觚之周自相乘为幂,若圆径自乘者 九方。九方凡为十二觚者十有二,故曰十二而一,即十二觚之幂也。今此令周自 乘,非但若为圆径自乘者九方而已。然则十二而一,所得又非十二觚之幂也。若 欲以为圆幂,失之于多矣。以六觚之周,十二而一可也。于徽新术,直令圆周自 乘,又以二十五乘之,三百一十四而一,得圆幂。其率:二十五者,周幂也;三 百一十四者,周自乘之幂也。置周数六尺二寸八分,令自乘,得幂三十九万四千 三百八十四分。又置圆幂三万一千四百分。皆以一千二百五十六约之,得此率。
      淳风等按:方面自乘即得其积。圆周求其幂,假率乃通。但此术所求用三、 一为率。圆田正法,半周及半径以相乘。今乃用全周自乘,故须以十二为母。何 者?据全周而求半周,则须以二为法。就全周而求半径,复假六以除之。是二、 六相乘,除周自乘之数。依密率,以七乘之,八十八而一。〕
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    这一段讲到刘徽如何用割圆法计算圆周率=3.14,李淳风认为π =22/7,后面会详细分析刘徽的方法。


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  7. 33: 今有宛田,下周三十步,径十六步。问为田几何?答曰:一百二十步。
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    宛田是扇形

    圆直径=16步,圆周=48步,宛田圆周=30步

    所以 S=(30/48)x圆面积=120 步



    34: 又有宛田,下周九十九步,径五十一步。问为田几何?答曰:五亩六十二步 四分步之一。
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    S=(99/(51X3))X圆面积=1262.25 步=5亩62.25步



      术曰:以径乘周,四而一。
      〔此术不验,故推方锥以见其形。假令方锥下方六尺,高四尺。四尺为股, 下方之半三尺为句。正面邪为弦,弦五尺也。令句弦相乘,四因之,得六十尺, 即方锥四面见者之幂。若令其中容圆锥,圆锥见幂与方锥见幂,其率犹方幂之与 圆幂也。按:方锥下六尺,则方周二十四尺。以五尺乘而半之,则亦锥之见幂。
      故求圆锥之数,折径以乘下周之半,即圆锥之幂也。今宛田上径圆穹,而与圆锥 同术,则幂失之于少矣。然其术难用,故略举大较,施之大广田也。求圆锥之幂, 犹求圆田之幂也。今用两全相乘,故以四为法,除之,亦如圆田矣。开立圆术说 圆方诸率甚备,可以验此。〕




    35: 今有弧田,弦二十步,矢十五步。问为田几何?答曰:一亩九十七步半。
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    弧田如下图所示:


    设圆半径=r,则有方程:

    r^2=(20/2)^2+(r-15)^2

    解得:r=10又5/6步 <矢长,此图形不存在,出题错误。

    书里以近似方程求解,S=(20x15+15x15)/2=262.5步=1 亩 22.5 步

    原答案计算也错。

    这种题只要计算出圆的半径,可以求出扇形面积,减去下面那个三角形就是弧田的面积。

    以半圆来验算,半圆算是一种特殊的弧田,矢长=弦长/2=半径,以直径=20步、圆周率=3计算,弧田面积=150方步,以书中公式计算:S=(20x10+10x10)=150方步。
    居然一样.

    再以直径20步的圆内接正方形为例,以根号2=1.4计算,正方形面积=200方步,圆面积=300方步,正方形外是四个弧田,面积分别是25方步,以书中公式计算:

    S= (14x3+3x3)/2=25.5方步,也差不多,这种近似公式误差很小。

    以直径20步圆内接正六边形为例,圆面积=300步(圆周率取3),正六边形面积=259.8步,六个弧田,每个面积=6.7方步

    以书中公式计算,弧田面积=7.6 方步

    显然,弧田越厚,公式越准确,弧田越薄,误差越大。

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  8. 36: 又有弧田,弦七十八步二分步之一,矢十三步九分步之七。问为田几何?答 曰:二亩一百五十五步八十一分步之五十六。
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    S=(78.5X(13又7/9)+(13又7/9)^2)/2=2.65亩

      术曰:以弦乘矢,矢又自乘,并之,二而一。
      〔方中之圆,圆里十二觚之幂,合外方之幂四分之三也。中方合外方之半, 则朱青合外方四分之一也。弧田,半圆之幂也。故依半圆之体而为之术。以弦乘 矢而半之,则为黄幂,矢自乘而半之,则为二青幂。青、黄相连为弧体,弧体法 当应规。今觚面不至外畔,失之于少矣。圆田旧术以周三径一为率,俱得十二觚 之幂,亦失之于少也,与此相似。指验半圆之幂耳。若不满半圆者,益复疏阔。
      宜句股锯圆材之术,以弧弦为锯道长,以矢为锯深,而求其径。既知圆径,则弧 可割分也。割之者,半弧田之弦以为股,其矢为句,为之求弦,即小弧之弦也。
      以半小弧之弦为句,半圆径为弦,为之求股。以减半径,其余即小弦之矢也。割 之又割,使至极细。但举弦、矢相乘之数,则必近密率矣。然于算数差繁,必欲 有所寻究也。若但度田,取其大数,旧术为约耳。〕




    37: 今有环田,中周九十二步,外周一百二十二步,径五步。
      〔此欲令与周三径一之率相应,故言径五步也。据中、外周,以徽术言之, 当径四步一百五十七分步之一百二十二也。
      淳风等按:依密率,合径四步二十二分步之十七。〕 问为田几何?答曰:二亩五十五步。
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    环田面积=大圆面积-小圆面积

    S=122x122/12-92x92/12=535 步=2亩55步

    径五步是个多余的条件,内外圆周已知,内外圆面积即可求出。



      〔于徽术,当为田二亩三十一步一百五十七分步之二十三。
      淳风等按:依密率,为田二亩三十步二十二分步之十五。〕 术曰:并中、外周而半之,以径乘之,为积步。
      〔此田截而中之周则为长。并而半之知,亦以盈补虚也。此可令中、外周各 自为圆田,以中圆减外圆,余则环实也。〕
    ---------------------------------------------------------------------------
    刘徽的圆周率=3.14,李淳风认为,圆周率的密率=22/7



    38: 又有环田,中周六十二步四分步之三,外周一百一十三步二分步之一,径十 二步三分步之二。
      〔此田环而不通匝,故径十二步三分步之二。若据上周求径者,此径失之于 多,过周三径一之率,盖为疏矣。于徽术,当径八步六百二十八分步之五十一。
      淳风等按:依周三径一考之,合径八步二十四分步之一十一。依密率,合径 八步一百七十六分步之一十三。〕 问为田几何?答曰:四亩一百五十六步四分步之一。
    ------------------------------------------------------------------------------------------

    这个环田不是完整的,所以这里的径=12又2/3步 是个很重要的条件,与上题不同。

    设内圆半径=r,有方程:62.75/113.5=r/(r+12又2/3).解得:r=15又3/4步,内圆周长=94又1/2步,外圆半径=28又5/12步,外圆周长=170又1/2 步


    环田面积 S=S1-S2=((170.5^2-94.5^2)/12)x(113.5/170.5)=4.655 亩



      〔于徽术,当为田二亩二百三十二步五千二十四分步之七百八十七也。依周 三径一,为田三亩二十五步六十四分步之二十五。
      淳风等按:密率,为田二亩二百三十一步一千四百八分步之七百一十七也。〕 术曰:置中、外周步数,分母子各居其下。母互乘子,通全步内分子。以中 周减外周,余半之,以益中周。径亦通分内子,以乘周为实。分母相乘为法。除 之为积步。余,积步之分。以亩法除之,即亩数也。
      〔按:此术,并中、外周步数于上,分母子于下,母互乘子者,为中外周俱 有余分,故以互乘齐其子,母相乘同其母。子齐母同,故通全步,内分子。半之 知,以盈补虚,得中平之周。周则为从,径则为广,故广从相乘而得其积。既合 分母,还须分母出之。故令周、径分母相乘而连除之,即得积步。不尽,以等数 除之而命分。以亩法除积步,得亩数也。〕

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  9. 九章算术



    《卷二》作者:张苍  



    ○粟米(以御交质变易) 粟米之法 〔凡此诸率相与大通,其时相求,各如本率。可约者约之。别术然也。〕 粟率五十大抃五十四稻六十 粝米三十粝饭七十五豉六十三 粺米二十七粺饭五十四飧九十 米二十四饭四十八熟菽一百三半 御米二十一御饭四十二糵一百七十五 小十三半菽荅麻麦各四十五 今有 〔此都术也。凡九数以为篇名,可以广施诸率。所谓告往而知来,举一隅而 三隅反者也。诚能分诡数之纷杂,通彼此之否塞,因物成率,审辨名分,平其偏 颇,齐其参差,则终无不归于此术也。〕 术曰:以所有数乘所求率为实。以所有率为法。


      〔少者多之始,一者数之母,故为率者必等之于一。据粟率五、粝率三,是 粟五而为一,粝米三而为一也。欲化粟为米者,粟当先本是一。一者,谓以五约 之,令五而为一也。讫,乃以三乘之,令一而为三。如是,则率至于一,以五为 三矣。然先除后乘,或有余分,故术反之。又完言之知,粟五升为粝米三升;以 分言之知,粟一斗为粝米五分斗之三,以五为母,三为子。以粟求粝米者,以子 乘,其母报除也。然则所求之率常为母也。


      淳风等按:“宜云所求之率常为子,所有之率常为母。”今乃云“所求之率 常为母”知,脱错也。〕 实如法而一。





    1: 今有粟一斗,欲为粝米。问得几何?答曰:为粝米六升。
    ------------------------------------------------------------------------
      术曰:以粟求粝米,三之,五而一。
      〔淳风等按:都术:以所求率乘所有数,以所有率为法。此术以粟求米,故 粟为所有数。三是米率,故三为所求率。五为粟率,故五为所有率。粟率五十, 米率三十,退位求之,故惟云三、五也。〕
    -------------------------------------------------------------
    一斗粟 = 六升 粝米



    2: 今有粟二斗一升,欲为粺米。问得几何?答曰:为粺米一斗一升五十分 升之十七。
      术曰:以粟求粺米,二十七之,五十而一。
      〔淳风等按:粺米之率二十有七,故直以二十七之,五十而一也。〕
    ---------------------------------------------------------------------
    一斗粟 = 五升四合 裨米



    3: 今有粟四斗五升,欲为米。问得几何?答曰:为米二斗一升五 分升之三。
      术曰:以粟求米,十二之,二十五而一。
      〔淳风等按:米之率二十有四,以为率太繁,故因而半之。半所求之 率,以乘所有之数。所求之率既减半,所有之率亦减半。是故十二乘之,二十五 而一也。〕
    -----------------------------------------------------------------------
    得米=4.5x12/25=2.16斗



    4: 今有粟七斗九升,欲为御米。问得几何?答曰:为御米三斗三升五十分升之 九。
      术曰:以粟求御米,二十一之,五十而一。
    -------------------------------------------------------------------------
    御米=7.9x21/50=3.318 斗



    5: 今有粟一斗,欲为小。问得几何?答曰:为小二升一十分升之 七。
      术曰:以粟求小,二十七之,百而一。
      〔淳风等按:小之率十三有半。半者二为母,以二通之,得二十七, 为所求率。又以母二通其粟率,得一百,为所有率。凡本率有分者,须即乘除也。
      他皆仿此。〕
    ------------------------------------------------------------------------
    小麦=10x0.27=2.7 升



    6: 今有粟九斗八升,欲为大。问得几何?答曰:为大一十斗五升 二十五分升之二十一。
      术曰:以粟求大,二十七之,二十五而一。
      〔淳风等按:大之率五十有四。因其可半,故二十七之,亦如粟求 米,半其二率。〕
    ------------------------------------------------------------------------------
    大麦=9.8x27/25=10.584 斗



    7: 今有粟二斗三升,欲为粝饭。问得几何?答曰:为粝饭三斗四升半。
      术曰:以粟求粝饭,三之,二而一。
      〔淳风等按:粝饭之率七十有五,粟求粝饭,合以此数乘之。今以等数二十 有五约其二率,所求之率得三,所有之率得二,故以三乘二除。〕
    --------------------------------------------------------------------------------
    粝饭=2.3x3/2=3.45 斗



    8: 今有粟三斗六升,欲为粺饭。问得几何?答曰:为粺饭三斗八升二十五 分升之二十二。
      术曰:以粟求粺饭,二十七之,二十五而一。
      〔淳风等按:此术与大多同。〕
    --------------------------------------------------------------------------------
    裨饭=3.6x27/25=3.888 斗



    9:今有粟八斗六升,欲为饭。问得几何?答曰:为饭八斗二升二 十五分升之一十四。
      术曰:以粟求饭,二十四之,二十五而一。
      〔淳风等按:饭率四十八。此亦半二率而乘除。〕
    ---------------------------------------------------------------------------------
    饭=8.6x24/25=8.256 斗



    10:今有粟九斗八升,欲为御饭。问得几何?答曰:为御饭八斗二升二十五分升 之八。
      术曰:以粟求御饭,二十一之,二十五而一。
      〔淳风等按:此术半率,亦与饭多同。〕
    -------------------------------------------------------------------------------------
    御饭:9.8x21/25=

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  10. 11: 今有粟三斗少半升,欲为菽。问得几何?答曰:为菽二斗七升一十分升之三。
    --------------------------------------------------------------------------------------
    (3又1/3)x45/50=



    12: 今有粟四斗一升太半升,欲为荅。问得几何?答曰:为荅三斗七升半。
    --------------------------------------------------------------------------------------
    (41又2/3升)x45/50=



    13: 今有粟五斗太半升,欲为麻。问得几何?答曰:为麻四斗五升五分升之三。
    --------------------------------------------------------------------------------------
    (50又2/3升)x45/50=



    14: 今有粟一十斗八升五分升之二,欲为麦。问得几何?答曰:为麦九斗七升二 十五分升之一十四。
      术曰:以粟求菽、荅、麻、麦,皆九之,十而一。
      〔淳风等按:四术率并四十五,皆是为粟所求,俱合以此率乘其本粟。术欲 从省,先以等数五约之,所求之率得九,所有之率得十,故九乘十除,义由于此。〕
    -----------------------------------------------------------------------------------------
    108.4升x45/50=



    15: 今有粟七斗五升七分升之四,欲为稻。问得几何?答曰:为稻九斗三十五分 升之二十四。
      术曰:以粟求稻,六之,五而一。
      〔淳风等按:稻率六十,亦约二率而乘除。〕
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    (75又4/7升)x6/5=



    16: 今有粟七斗八升,欲为豉。问得几何?答曰:为豉九斗八升二十五分升之七。
      术曰:以粟求豉,六十三之,五十而一。
    --------------------------------------------------------------------------------------------
    78升x63/50=



    17: 今有粟五斗五升,欲为飧。问得几何?答曰:为飧九斗九升。
      术曰:以粟求飧,九之,五而一。
      〔淳风等按:飧率九十,退位,与求稻多同。〕
    --------------------------------------------------------------------------------------------
    55升x9/5=



    18: 今有粟四斗,欲为熟菽。问得几何?答曰:为熟菽八斗二升五分升之四。
      术曰:以粟求熟菽,二百七之,百而一。
      〔淳风等按:熟菽之率一百三半。半者,其母二,故以母二通之。所求之率 既被二乘,所有之率随而俱长,故以二百七之,百而一。〕
    --------------------------------------------------------------------------------------------
    40升x207/100=



    19: 今有粟二斗,欲为糵。问得几何?答曰:为糵七斗。
      术曰:以粟求糵,七之,二而一。
      〔淳风等按:糵率一百七十有五,合以此数乘其本粟。术欲从省,先以等数 二十五约之,所求之率得七,所有之率得二,故七乘二除。〕
    ----------------------------------------------------------------------------------------------
    2x7/2=



    20: 今有粝米十五斗五升五分升之二,欲为粟。问得几何?答曰:为粟二十五斗 九升。
      术曰:以粝米求粟,五之,三而一。
      〔淳风等按:上术以粟求米,故粟为所有数,三为所求率,五为所有率。今 此以米求粟,故米为所有数,五为所求率,三为所有率。准都术求之,各合其数。
      以下所有反求多同,皆准此。〕
    -----------------------------------------------------------------------------------------------
    155.4升x5/3=

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  11. 21: 今有粺米二斗,欲为粟。问得几何?答曰:为粟三斗七升二十七分升之一。
      术曰:以粺米求粟,五十之,二十七而一。
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------
    2x50/27=



    22: 今有米三斗少半升,欲为粟。问得几何?答曰:为粟六斗三升三十六 分升之七。
      术曰:以米求粟,二十五之,十二而一。
    -----------------------------------------------------------------------------------------------------
    (30又1/3升)x25/12=



    23: 今有御米十四斗,欲为粟。问得几何?答曰:为粟三十三斗三升少半升。
      术曰:以御米求粟,五十之,二十一而一。
    ------------------------------------------------------------------------------------------------------
    14x50/21=



    24: 今有稻一十二斗六升一十五分升之一十四,欲为粟。问得几何?答曰:为粟 一十斗五升九分升之七。
      术曰:以稻求粟,五之,六而一。
    -------------------------------------------------------------------------------------------------------
    (126又14/15升)x5/6=



    25: 今有粝米一十九斗二升七分升之一,欲为粺米。问得几何?答曰:为粺 米一十七斗二升一十四分升之一十三。
      术曰:以粝米求粺米,九之,十而一。
      〔淳风等按:粺米率二十七,合以此数乘粝米。术欲从省,先以等数三约 之,所求之率得九,所有之率得十,故九乘而十除。〕
    --------------------------------------------------------------------------------------------------------
    (192又1/7升)x9/10=



    26: 今有粝米六斗四升五分升之三,欲为粝饭。问得几何?答曰:为粝饭一十六 斗一升半。
      术曰:以粝米求粝饭,五之,二而一。
      〔淳风等按:粝饭之率七十有五,宜以本粝米乘此率数。术欲从省,先以等 数十五约之,所求之率得五,所有之率得二,故五乘二除,义由于此。〕
    ----------------------------------------------------------------------------------------------------------
    64.6升x5/2=



    27: 今有粝饭七斗六升七分升之四,欲为飧。问得几何?答曰:为飧九斗一升三 十五分升之三十一。
      术曰:以粝饭求飧,六之,五而一。
      〔淳风等按:飧率九十,为粝饭所求,宜以粝饭乘此率。术欲从省,先以等 数十五约之,所求之率得六,所有之率得五。以此,故六乘五除也。〕
    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    (76又4/7升)x6/5=



    28: 今有菽一斗,欲为熟菽。问得几何?答曰:为熟菽二斗三升。
      术曰:以菽求熟菽,二十三之,十而一。
      〔淳风等按:熟菽之率一百三半。因其有半,各以母二通之,宜以菽数乘此 率。术欲从省,先以等数九约之,所求之率得一十一半,所有之率得五也。〕
    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    1x23/10=2.3斗



    29: 今有菽二斗,欲为豉。问得几何?答曰:为豉二斗八升。
      术曰:以菽求豉,七之,五而一。
      〔淳风等按:豉率六十三,为菽所求,宜以菽乘此率。术欲从省,先以等数 九约之,所求之率得七,而所有之率得五也。〕
    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    2x7/5=2.8斗



    30: 今有麦八斗六升七分升之三,欲为小。问得几何?答曰:为小 二斗五升一十四分升之一十三。
      术曰:以麦求小,三之,十而一。
      〔淳风等按:小之率十三半,宜以母二通之,以乘本麦之数。术欲从 省,先以等数九约之,所求之率得三,所有之率得十也。〕
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    ( 86又3/7升)x3/10=



    31: 今有麦一斗,欲为大。问得几何?答曰:为大抃一斗二升。
      术曰:以麦求大,六之,五而一。
      〔淳风等按:大之率五十有四,合以麦数乘此率。术欲从省,先以等 数九约之,所求之率得六,所有之率得五也。〕
    ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    1x6/5=1.2 斗

    =======================================================
    以上是当时各种粮食的比价,虽有史料价值,但从数学角度来看,毫无意义。

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  12. 32: 今有出钱一百六十,买瓴甓十八枚。
      〔瓴甓,砖也。〕 问枚几何?答曰:一枚八钱九分钱之八。
    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    160/18=8又8/9 钱



    33 今有出钱一万三千五百,买竹二千三百五十个。问个几何?答曰:一个,五 钱四十七分钱之三十五。
      经率术曰:以所买率为法,所出钱数为实,实如法得一。
      〔此术犹经分。
      淳风等按:今有之义,以所求率乘所有数,合以瓴甓一枚乘钱一百六十为实。
      但以一乘不长,故不复乘,是以径将所买之率与所出之钱为法、实也。又按:此 今有之义。出钱为所有数,一枚为所求率,所买为所有率,而今有之,即得所求 数。一乘不长,故不复乘,是以径将所买之率为法,以所出之钱为实,实如法得 一枚钱。不尽者,等数而命分。〕
    ---------------------------------------------------------------------------------------------
    13500/2350=5又35/47 钱



    34: 今有出钱五千七百八十五,买漆一斛六斗七升太半升。欲斗率之,问斗几何? 答曰:一斗,三百四十五钱五百三分钱之一十五。
    ---------------------------------------------------------------------------------------------
    5785x10/(167又2/3升)=345.03钱



    35: 今有出钱七百二十,买缣一匹二丈一尺。欲丈率之,问丈几何?答曰:一丈, 一百一十八钱六十一分钱之二。
    ---------------------------------------------------------------------------------------------
    720/6.1=118.03 钱



    36: 今有出钱二千三百七十,买布九匹二丈七尺。欲匹率之,问匹几何?答曰: 一匹,二百四十四钱一百二十九分钱之一百二十四。
    -----------------------------------------------------------------------------------------------
    2370/(9又27/40)=244.96钱



    37: 今有出钱一万三千六百七十,买丝一石二钧一十七斤。欲石率之,问石几何? 答曰:一石,八千三百二十六钱一百九十七分钱之百七十八。
      术曰:以求所率乘钱数为实,以所买率为法,实如法得一。
      〔淳风等按:今有之义,钱为所求率,物为所有数,故以乘钱,又以分母乘 之为实。实如法而一,有分者通之。所买通分内子为所有率,故以为法。得钱数 不尽而命分者,因法为母,实余为子。实见不满,故以命之。〕
    ----------------------------------------------------------------------------------------------------
    13670x120/197=8326.9 钱



    38: 今有出钱五百七十六,买竹七十八个,欲其大小率之,问各几何?答曰:其小 四十八个,各七钱;其大三十个,各八钱。
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    原题 必须加两个条件:大、小竹的钱数一定是整数,且大竹每个比小竹贵一文钱。

    如此,设大竹一个x+1钱,小竹一个x钱,大竹y个,小竹78-y个,有方程:

    (x+1)y+x(78-y)=576

    化简得:y+78x=576

    0<y<78, 观察到,x只能是7!

    所以:x=7,y=30

    只有加上这两个条件,方程才可以解!


    又:

    由方程:y+78x=576,0<y<78

    转换为:X=(576-y)/78 或者:x=576/78 余 y

    所以:x=E(576/78),y为余数。


    原书给出了解法,但没有推导过程。





    39: 今有出钱一千一百二十,买丝一石二钧十八斤。欲其贵贱斤率之,问各几何? 答曰:其二钧八斤,斤五钱;其一石一十斤,斤六钱。
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    如上题所示,必须加上两个条件:价钱一定是整数,且贵、贱丝之间只差一文钱!

    设贵丝x斤,贱丝(198-x)斤,贵丝每斤(y+1)钱,贱丝每斤y钱,有如下方程:
    x(y+1)+y(198-x)=1120

    化简得:x+198y=1120,0<x<198

    观察出:y只能是5.

    所以:x=130,y=5


    或:y=E(1120/198)=5,x=130

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  13. 40: 今有出钱一万三千九百七十,买丝一石二钧二十八斤三两五铢。欲其贵贱石 率之,问各几何?答曰:其一钧九两一十二铢,石八千五十一钱;其一石一钧二 十七斤九两一十七铢,石八千五十二钱。
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    设贵丝x石,贱丝(1.735-x)斤,贵丝每石y+1钱,贱丝每石y钱,有如下方程:

    x(y+1)+(1.735-x)y=13970

    化简得:x+1.735y=13970,0<x<1.735

    观察得出:y只能是8051

    所以解为:x=1.515石,y=8051文/每石


    或:y=E(13970/1.735)=8051,x=1.515




    41: 今有出钱一万三千九百七十,买丝一石二钧二十八斤三两五铢。欲其贵贱钧 率之,问各几何?答曰:贵丝七斤一十两九铢,钧二千一十二钱;贱丝一石二钧二十 斤八两二十铢,钧二千一十三钱。
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    如上题所示,必须加上两个条件:价钱一定是整数,且贵、贱丝之间只差一文钱!

    设贵丝x钧,贱丝(6.94-x)钧,贵丝每钧(y+1)钱,贱丝每钧y钱,有如下方程:

    x(y+1)+y(6.94-x)=13970

    化简得:x+6.94y=13970,0<x<6.94

    观察出:y只能是2012钱,x=6.72 钧.

    所以:x=3.605钧,y=2011钱


    或:y=E(13970/6.94)=2012钱,x=6.72钧





    42: 今有出钱一万三千九百七十,买丝一石二钧二十八斤三两五铢。欲其贵贱斤 率之,问各几何?答曰:贱丝一石二钧七斤十两四铢,斤六十七钱;贵丝二十斤九两 一铢,斤六十八钱。
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    如上题所示,必须加上两个条件:价钱一定是整数,且贵、贱丝之间只差一文钱!

    设贵丝x斤,贱丝(208.2-x)斤,贵丝每斤(y+1)钱,贱丝每斤y钱,有如下方程:

    x(y+1)+y(208.2-x)=13970

    化简得:x+208.2y=13970,0<x<208.2

    观察出:y只能是67.

    所以:x=20.6斤,y=67钱


    或:y=E(13970/208.4)=67 钱,x=20.6斤





    43: 今有出钱一万三千九百七十,买丝一石二钧二十八斤三两五铢。欲其贵贱两 率之,问各几何?答曰:贱丝一石一钧一十七斤一十四两一铢,两四钱;贵丝一钧一 十斤五两四铢,两五钱。
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    如上题所示,必须加上两个条件:价钱一定是整数,且贵、贱丝之间只差一文钱!

    设贵丝x两,贱丝(3331.208-x)两,贵丝每两(y+1)钱,贱丝每两y钱,有如下方程:
    x(y+1)+y(3331.208-x)=13970

    化简得:x+3331.208y=13970,0<x<3331.208

    观察出:y只能是4.

    所以:x=645.168 两, y=4 钱


    或:y=E(113970/3331.208)=4 钱,x=645.168两



      其率术曰:各置所买石、钧、斤、两以为法,以所率乘钱数为实,实如法 而一。不满法者,反以实减法。法贱实贵。其求石、钧、斤、两,以积铢各除法、 实,各得其积数,余各为铢。
      〔其率知,欲令无分。按:出钱五百七十六,买竹七十八个,以除钱,得七, 实余三十,是为三十个复可增一钱。然则实余之数即是贵者之数,故曰实贵也。
      本以七十八个为法,今以贵者减之,则其余悉是贱者之数。故曰法贱也。其求石、 钧、斤、两,以积铢各除法、实,各得其积数,余各为铢者,谓石、钧、斤、两 积铢除实,又以石、钧、斤、两积铢除法,余各为铢,即合所问。〕





    44: 今有出钱一万三千九百七十,买丝一石二钧二十八斤三两五铢。欲其贵贱铢 率之,问各几何?答曰:其一钧二十斤六两十一铢,五铢一钱;其一石一钧七斤 一十二两一十八铢,六铢一钱。
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    设贵丝 x钱,每钱买y铢,贱丝 (13970-x)钱,每钱买y+1铢。

    有方程:xy+(13970-x)(y+1)=79949铢

    化简得:13970y-x=79949-13970=65979 铢

    0<x<13970

    观测得知:y=5,x=3871铢

    又或:y=E(65979/13970)+1

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  14. 45: 今有出钱六百二十,买羽二千一百翭。
      〔翭,羽本也。数羽称其本,犹数草木称其根株。〕 欲其贵贱率之,问各几何?答曰:其一千一百四十翭,三翭一钱; 其九百六十翭,四翭一钱。
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    设买贵羽花x钱,每钱买y根,买贱羽(620-x)钱,每钱买(y+1)根,有方程:

    xy+(620-x)(y+1)=2100

    化简得:620y-x=2100-620=1480
    0<x<620

    观察得知:y=3,x=380

    又或:y=E(1480/620)+1




    46: 今有出钱九百八十,买矢榦五千八百二十枚。欲其贵贱率之,问各几何?答 曰:其三百枚,五枚一钱;其五千五百二十枚,六枚一钱。
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    设买贵矢花x钱,每钱买y枚,买贱矢花(980-x)钱,每钱买(y+1)枚,有方程:

    xy+(980-x)(y+1)=5820

    化简得:980y-x=5820-980=4840 枚

    0<X<980

    观察得知:y=5 枚,x=60 钱

    又或:y=E(4840/980)+1





      反其率术曰:以钱数为法,所率为实,实如法而一。不满法者,反以实减 法。法少实多。二物各以所得多少之数乘法、实,即物数。
      〔按:其率:出钱六百二十,买羽二千一百翭。反之,当二百四十钱, 一钱翭;其三百八十钱,一钱三翭。是钱有二价,物有贵贱。故以羽乘 钱,反其率也。
      淳风等按:其率者,钱多物少;反其率知,钱少物多;多少相反,故曰反其 率也。其率者,以物数为法,钱数为实。反之知,以钱数为法,物数为实。不满 法知,实余也。当以余物化为钱矣。法为凡钱,而今以化钱减之,故以实减法。
      法少知,经分之所得,故曰法少;实多者,余分之所益,故曰实多。乘实宜以多, 乘法宜以少,故曰各以其所得多少之数乘法、实,即物数。〕

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  15. 《卷三》


      ○衰分(以御贵贱禀税) 衰分 〔衰分,差也。〕 术曰:各置列衰; 〔列衰,相与率也。重叠,则可约。〕 副并为法,以所分乘未并者,各自为实。实如法而一。
      〔法集而衰别。数,本一也。今以所分乘上别,以下集除之,一乘一除,适 足相消,故所分犹存,且各应率而别也。于今有术,列衰各为所求率,副并为所 有率,所分为所有数。又以经分言之,假令甲家三人,乙家二人,丙家一人,并 六人,共分十二,为人得二也。欲复作逐家者,则当列置人数,以一人所得乘之。
      今此术先乘而后除也。〕 不满法者,以法命之。


    1: 今有大夫、不更、簪袅、上造、公士,凡五人,共猎得五鹿。欲以爵次分之, 问各得几何?答曰:大夫得一鹿三分鹿之二;不更得一鹿三分鹿之一;簪袅得一 鹿;上造得三分鹿之二;公士得三分鹿之一。
      术曰:列置爵数,各自为衰。
      〔爵数者,谓大夫五,不更四,簪袅三,上造二,公士一也。《墨子·号令 篇》以爵级为赐,然则战国之初有此名也。〕 副并为法。以五鹿乘未并者各自为实。实如法得一鹿。
      〔今有术,列衰各为所求率,副并为所有率,今有鹿数为所有数,而今有之, 即得。〕
    --------------------------------------------
    递减运算,古人称之为衰分,五人分鹿的分法是:

    x+2x+3x+4x+5x=5

    解得:x=1/3



    2: 今有牛、马、羊食人苗。苗主责之粟五斗。羊主曰:“我羊食半马。”马主 曰:“我马食半牛。”今欲衰偿之,问各出几何?答曰:牛主出二斗八升七分升 之四;马主出一斗四升七分升之二;羊主出七升七分升之一。
      术曰:置牛四、马二、羊一,各自为列衰,副并为法。以五斗乘未并者各自 为实。实如法得一斗。
      〔淳风等按:此术问意,羊食半马,马食半牛,是谓四羊当一牛,二羊当一 马。今术置羊一、马二、牛四者,通其率以为列衰。〕
    -----------------------------------
    类似的问题也出现在孙子算经里。

    如题,设牛主出粟x斗,有方程:

    (1/4+1/2+1)x=5

    解得:x(牛)=20/7=2斗8又4/7升,其余类推。



    3: 今有甲持钱五百六十,乙持钱三百五十,丙持钱一百八十,凡三人俱出关, 关税百钱。欲以钱数多少衰出之,问各几何?答曰:甲出五十一钱一百九分钱之 四十一;乙出三十二钱一百九分钱之一十二;丙出一十六钱一百九分钱之五十六。
      术曰:各置钱数为列衰,副并为法。以百钱乘未并者,各自为实。实如法得 一钱。
      〔淳风等按:此术甲、乙、丙持钱数以为列衰,副并为所有率,未并者各为 所求率,百钱为所有数,而今有之,即得。〕
    -------------------------------------------------------------------
    甲出:(560/(560+350+180))x100=5600/109=51又41/109

    其余类推。



    4: 今有女子善织,日自倍,五日织五尺。问日织几何?答曰:初日织一寸三十 一分寸之十九;次日织三寸三十一分寸之七;次日织六寸三十一分寸之十四;次 日织一尺二寸三十一分寸之二十八;次日织二尺五寸三十一分寸之二十五。
      术曰:置一、二、四、八、十六为列衰,副并为法。以五尺乘未并者,各自 为实。实如法得一尺。
    ------------------------------------------------------------
    设初日织x尺,有方程:

    x+2x+4x+8x+16x=50寸

    解得:x=50/31寸,答案略。



    5: 今有北乡算八千七百五十八,西乡算七千二百三十六,南乡算八千三百五十 六。凡三乡发徭三百七十八人。欲以算数多少衰出之,问各几何?答曰:北乡遣 一百三十五人一万二千一百七十五分人之一万一千六百三十七;西乡遣一百一十 二人一万二千一百七十五分人之四千四;南乡遣一百二十九人一万二千一百七十 五分人之八千七百九。
      术曰:各置算数为列衰, 〔淳风等按:三乡算数,约,可半者,为列衰。〕 副并为法。以所发徭人数乘未并者,各自为实。实如法得一人。
      〔按:此术,今有之义也。〕
    ---------------------------------------------
    北乡应出:8758x378/(8758+7236+8356)=答案略

    其余两乡类推。



    6: 今有禀粟,大夫、不更、簪袅、上造、公士,凡五人,一十五斗。今有大夫 一人后来,亦当禀五斗。仓无粟,欲以衰出之,问各几何?答曰:大夫出一斗四 分斗之一;不更出一斗;簪袅出四分斗之三;上造出四分斗之二;公士出四分斗 之一。
      术曰:各置所禀粟斛,斗数、爵次均之,以为列衰。副并而加后来大夫亦五 斗,得二十以为法。以五斗乘未并者,各自为实。实如法得一斗。
      〔禀前五人十五斗者,大夫得五斗,不更得四斗,簪袅得三斗,上造得二斗, 公士得一斗。欲令五人各依所得粟多少减与后来大夫,即与前来大夫同。据前来 大夫已得五斗,故言亦也。各以所得斗数为衰,并得十五,而加后来大夫亦五斗, 凡二十,为法也。是为六人共出五斗,后来大夫亦俱损折。今有术,副并为所有 率,未并者各为所求率,五斗为所有数,而今有之,即得。〕
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    大夫得五斗,不更得四斗,簪袅得三斗,上造得二斗, 公士得一斗,共计15斗,大夫最后来无粟,五人均按照原额的2/3 重分。乏味的问题,唯一的价值是记载了古代的薪水标准。

    大夫大约是每天5斗粟的工资标准,每月15石,每年180石,脱壳成粝米是108石;
    不更每天4斗粟,每月12石,每年144石;
    簪袅每天3斗粟,每月9石,每年108石;
    上造每天2斗粟,每月6石,每年72石;
    公士每天1斗粟,每月3石,每年36石;

    这个公士明显是普通的衙役,也就是现在低级的公务员。

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  16. 7: 今有禀粟五斛,五人分之。欲令三人得三,二人得二,问各几何?答曰:三 人,人得一斛一斗五升十三分升之五;二人,人得七斗六升十三分升之十二。
      术曰:置三人,人三;二人,人二,为列衰。副并为法。以五斛乘未并者各 自为实。实如法得一斛。
      反衰术曰:列置衰而令相乘,动者为不动者衰。
    -----------------------------------------------------
    设每份粟为x斛,有方程:

    3x3x+2x2x=5

    解得:x=5/13,答案略




    8: 今有大夫、不更、簪袅、上造、公士凡五人,共出百钱。欲令高爵出少,以 次渐多,问各几何?答曰:大夫出八钱一百三十七分钱之一百四;不更出一十钱 一百三十七分钱之一百三十;簪袅出一十四钱一百三十七分钱之八十二;上造出 二十一钱一百三十七分钱之一百二十三;公士出四十三钱一百三十七分钱之一百 九。
      术曰:置爵数,各自为衰,而反衰之。副并为法。以百钱乘未并者,各自为 实。实如法得一钱。
      〔以爵次言之,大夫五、不更四。欲令高爵得多者,当使大夫一人受五分, 不更一人受四分。人数为母,分数为子。母同则子齐,齐即衰也。故上衰分宜以 五、四为列焉。今此令高爵出少,则当大夫五人共出一人分,不更四人共出一人 分,故谓之反衰。人数不同,则分数不齐。当令母互乘子。母互乘子,则动者为 不动者衰也。亦可先同其母,各以分母约,其子为反衰。副并为法。以所分乘未 并者,各自为实。实如法而一。〕
    ------------------------------------------------------------------------
    大夫、不更、簪袅、上造、公士的禀粟是5:4:3:2:1的比例。
    出钱时反过来,爵位低的多出,爵位高的少出,共百钱,但古人的反比例运算很奇怪,居然是:

    1/5:1/4:1/3:1/2:1。

    设每份钱为x,有方程:

    所以:(1/5+1/4+1/3+1/2+1)x=100,x=6000/137,这是公士出的钱,最多。

    其余依次按照1/2,1/3,1/4,1/5比例出钱。答案略。




    9: 今有甲持粟三升,乙持粝米三升,丙持粝饭三升。欲令合而分之,问各几何? 答曰:甲二升一十分升之七;乙四升一十分升之五;丙一升一十分升之八。
      术曰:以粟率五十、粝米率三十、粝饭率七十五为衰,而反衰之。副并为法。
      以九升乘未并者,各自为实。实如法得一升。
      〔按:此术,三人所持升数虽等,论其本率,精粗不同。米率虽少,令最得 多;饭率虽多,反使得少。故令反之,使精得多而粗得少。于今有术,副并为所 有率,未并者各为所求率,九升为所有数,而今有之,即得。〕
    ----------------------------------
    混合以后,粟、粝米、粝饭各占三分之一,共计9升,每升折合粝米=(1/3)x0.6+1/3+(1/3)x0.4=2/3升粝米。

    甲原有3升粟=1.8升粝米,应得:1.8/(2/3)=2.7升;

    乙原有3升粝米,应得:3/(2/3)=4.5升;

    丙原有3升粝饭,折合1.2升粝米,应得:1.2/(2/3)=1.8升。




    10: 今有丝一斤,价直二百四十。今有钱一千三百二十八,问得丝几何?答曰: 五斤八两一十二铢五分铢之四。
      术曰:以一斤价数为法,以一斤乘今有钱数为实。实如法得丝数。
      〔按:此术今有之义,以一斤价为所有率,一斤为所求率,今有钱为所有数, 而今有之,即得。〕
    -----------------------------------------
    1328/240=5又8/15 斤

    本题唯一的价值是知道了古人的物价,一斤丝=240钱



    11: 今有丝一斤,价直三百四十五。今有丝七两一十二铢,问得钱几何?答曰: 一百六十一钱三十二分钱之二十三。
      术曰:以一斤铢数为法,以一斤价数乘七两一十二铢为实。实如法得钱数。
      〔淳风等按:此术亦今有之义。以丝一斤铢数为所有率,价钱为所求率,今 有丝为所有数,而今有之,即得。〕
    -------------------------------------------
    丝价涨了,通货膨胀,还是丝的品质有高低之分?

    得钱:345x7.5/16=161又23/32 钱




    12: 今有缣一丈,价直一百二十八。今有缣一匹九尺五寸,问得钱几何?答曰: 六百三十三钱五分钱之三。
      术曰:以一丈寸数为法,以价钱数乘今有缣寸数为实。实如法得钱数。
      〔淳风等按:此术亦今有之义。以缣一丈寸数为所有率,价钱为所求率,今 有缣寸数为所有数,而今有之,即得。〕
    -------------------------------------------------
    得钱:128x4.95 丈=633.6 钱




    13: 今有布一匹,价直一百二十五。今有布二丈七尺,问得钱几何?答曰:八十 四钱八分钱之三。
      术曰:以一匹尺数为法,今有布尺数乘价钱为实。实如法得钱数。
      〔淳风等按:此术亦今有之义。以一匹尺数为所有率,价钱为所求率,今有 布为所有数,今有之,即得。〕
    --------------------------------------------------
    125x27/40=84又3/8 钱

    一丈布=125钱,一匹布=4丈长=500钱

    棉花是南宋时传入支那,汉朝的布不是棉布,应该是一种绸布,所以价钱很贵。




    14: 今有素一匹一丈,价直六百二十五。今有钱五百,问得素几何?答曰:得素 一匹。
      术曰:以价直为法,以一匹一丈尺数乘今有钱数为实。实如法得素数。
      〔淳风等按:此术亦今有之义。以价钱为所有率,五丈尺数为所求率,今有 钱为所有数,今有之,即得。〕
    ----------------------------------------------------------
    素一匹一丈=1.25匹,价值625钱,所以一匹素=500钱

    今有钱500,得素一匹。




    15: 今有与人丝一十四斤,约得缣一十斤。今与人丝四十五斤八两,问得缣几何? 答曰:三十二斤八两。
      术曰:以一十四斤两数为法,以一十斤乘今有丝两数为实。实如法得缣数。
      〔淳风等按:此术亦今有之义。以一十四斤两数为所有率,一十斤为所求率, 今有丝为所有数,而今有之,即得。〕
    --------------------------------------------
    45.5x10/14=32.5 斤缣

    缣应是炼丝,生丝提炼后成为缣。




    16: 今有丝一斤,耗七两。今有丝二十三斤五两,问耗几何?答曰:一百六十三 两四铢半。
      术曰:以一斤展十六两为法。以七两乘今有丝两数为实。实如法得耗数。
      〔淳风等按:此术亦今有之义。以一斤为十六两为所有率,七两为所求率, 今有丝为所有数,而今有之,即得。〕
    ----------------------------------------------------
    (23又5/16斤)x7两= 163 两 4.5 铢

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  17. 17: 今有生丝三十斤,干之,耗三斤十二两。今有干丝一十二斤,问生丝几何? 答曰:一十三斤一十一两十铢七分铢之二。

      术曰:置生丝两数,除耗数,余,以为法。
      〔馀四百二十两,即干丝率。〕 三十斤乘干丝两数为实。实如法得生丝数。
      〔凡所得率,如细则俱细,粗则俱粗,两数相抱而已。故品物不同,如上缣、 丝之比,相与率焉。三十斤凡四百八十两,今生丝率四百八十两,今干丝率四百 二十两,则其数相通。可俱为铢,可俱为两,可俱为斤,,无所归滞也。若然, 宜以所有干丝斤数乘生丝两数为实。今以斤、两错互而亦同归者,使干丝以两数 为率,生丝以斤数为率,譬之异类,亦各有一定之势。
      淳风等按:此术,置生丝两数,除耗数,余即干丝之率,于今有术为所有率; 三十斤为所求率,干丝两数为所有数。凡所为率者,细则俱细,粗则俱粗。今有 一斤乘两知,干丝即以两数为率,生丝即以斤数为率,譬之异物,各有一定之率 也。〕
    --------------------------------------------
    (3.75/30)=1/8,生丝晒干成干丝,减重1/8,

    所以:12/(7/8)=13又5/7 斤




    18: 今有田一亩,收粟六升太半升。今有田一顷二十六亩一百五十九步,问收粟 几何?答曰:八斛四斗四升一十二分升之五。
      术曰:以亩二百四十步为法。以六升太半升乘今有田积步为实。实如法得粟 数。
      〔淳风等按:此术亦今有之义。以一亩步数为所有率,六升太半升为所求率, 今有田积步为所有数,而今有之,即得。〕
    ------------------------------------------------------------------------------------
    (126又159/240亩)x(6又2/3升/亩)=844又5/12 升

    一亩地收租粟6又大半升。西汉朝初期是十五取一,文景时期,改为三十取一,当时一亩地的产量按照一石计算,所以,6又2/3升粟正好是十五取一。




    19: 今有取保,一岁价钱二千五百。今先取一千二百,问当作日几何?答曰:一 百六十九日二十五分日之二十三。
      术曰:以价钱为法,以一岁三百五十四日乘先取钱数为实。实如法得日数。
      〔淳风等按:此术亦今有之义。以价为所有率,一岁日数为所求率,取钱为 所有数,而今有之,即得。〕 今有贷人千钱,月息三十。今有贷人七百五十钱,九日归之,问息几何?答 曰:六钱四分钱之三。
      术曰:以月三十日乘千钱为法。
      〔以三十日乘千钱为法者,得三万,是为贷人钱三万,一日息三十也。〕 以息三十乘今所贷钱数,又以九日乘之,为实。实如法得一钱。
      〔以九日乘今所贷钱为今一日所有钱,于今有术为所有数,息三十为所求率; 三万钱为所有率。此又可以一月三十日约息三十钱,为十分一日,以乘今一日所 有钱为实;千钱为法。为率者,当等之于一也。故三十日或可乘本,或可约息, 皆所以等之也。〕
    -----------------------------------------------------------------------
    1200x354/2500=169.92 天

    一年2500钱,1200钱折算为(12/25)x354=169.92日

    当时计算一年=354天(无润月)。

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  18. 《卷四》

       ○少广(以御积幂方圆) 少广 〔淳风等按:一亩之田,广一步,长二百四十步。今欲截取其从少,以益其 广,故曰少广。〕 术曰:置全步及分母子,以最下分母遍乘诸分子及全步, 〔淳风等按:以分母乘全步者,通其分也;以母乘子者,齐其子也。〕 各以其母除其子,置之于左,命通分者,又以分母遍乘诸分子及已通者,皆 通而同之。并之为法。
      〔淳风等按:诸子悉通,故可并之为法。亦宜用合分术,列数尤多,若用乘 则算数至繁,故别制此术,从省约。〕 置所求步数,以全步积分乘之为实。
      〔此以田广为法,以亩积步为实。法有分者,当同其母,齐其子,以同乘法 实,而并齐于法。今以分母乘全步及子,子如母而一,并以并全法,则法实俱长, 意亦等也。故如法而一,得从步数。〕 实如法而一,得从步。
    ------------------------------


    1: 今有田广一步半。求田一亩,问从几何?答曰:一百六十步。
      术曰:下有半,是二分之一。以一为二,半为一,并之,得三,为法。置田 二百四十步,亦以一为二乘之,为实。实如法得从步。
    ---------------------------------------------------------------------
    240/(1+1/2)=160 步




    2: 今有田广一步半、三分步之一。求田一亩,问从几何?答曰:一百三十步一 十一分步之一十。
      术曰:下有三分,以一为六,半为三,三分之一为二,并之,得一十一,为 法。置田二百四十步,亦以一为六乘之,为实。实如法得从步。
    ----------------------------------
    240/(1+1/2+1/3)=131又10/11 步




    3: 今有田广一步半、三分步之一、四分步之一。求田一亩,问从几何?答曰: 一百一十五步五分步之一。
      术曰:下有四分,以一为一十二,半为六,三分之一为四,四分之一为三, 并之,得二十五,以为法。置田二百四十步,亦以一为一十二乘之,为实。实如 法而一,得从步。
    -------------------------------------------------------------------------------
    240/(1+1/2+1/3+1/4)=略




    4: 今有田广一步半、三分步之一、四分步之一、五分步之一。求田一亩,问从 几何?答曰:一百五步一百三十七分步之一十五。
      术曰:下有五分,以一为六十,半为三十,三分之一为二十,四分之一为一 十五,五分之一为一十二,并之,得一百三十七,以为法。置田二百四十步,亦 以一为六十乘之,为实。实如法得从步。
    --------------------------------------------------------------------------------  
    240/(1+1/2+1/3+1/4+1/5)=略




    5: 今有田广一步半、三分步之一、四分步之一、五分步之一、六分步之一。求 田一亩,问从几何?答曰:九十七步四十九分步之四十七。
      术曰:下有六分,以一为一百二十,半为六十,三分之一为四十,四分之一 为三十,五分之一为二十四,六分之一为二十,并之,得二百九十四,以为法。
      置田二百四十步,亦以一为一百二十乘之,为实。实如法得从步。
    -------------------------------------------------------------------
    240/(1+1/2+1/3+1/4+1/5+1/6)=略




    6: 今有田广一步半、三分步之一、四分步之一、五分步之一、六分步之一、七 分步之一。求田一亩,问从几何?答曰:九十二步一百二十一分步之六十八。
      术曰:下有七分,以一为四百二十,半为二百一十,三分之一为一百四十, 四分之一为一百五,五分之一为八十四,六分之一为七十,七分之一为六十,并 之,得一千八十九,以为法。置田二百四十步,亦以一为四百二十乘之,为实。
      实如法得从步。
    -------------------------------------------------------------------------
    240/(1+1/2+1/3+1/4+1/5+1/6+1/7)=略




    7: 今有田广一步半、三分步之一、四分步之一、五分步之一、六分步之一、七 分步之一、八分步之一。求田一亩,问从几何?答曰:八十八步七百六十一分步 之二百三十二。
      术曰:下有八分,以一为八百四十,半为四百二十,三分之一为二百八十, 四分之一为二百一十,五分之一为一百六十八,六分之一为一百四十,七分之一 为一百二十,八分之一为一百五,并之,得二千二百八十三,以为法。置田二百 四十步,亦以一为八百四十乘之,为实。实如法得从步。
    -------------------------------------------------------------------------------
    240/(1+/2+1/3+1/4+1/5+1/6+1/7+1/8)=略




    8: 今有田广一步半、三分步之一、四分步之一、五分步之一、六分步之一、七 分步之一、八分步之一、九分步之一。求田一亩,问从几何?答曰:八十四步七 千一百二十九分步之五千九百六十四。
      术曰:下有九分,以一为二千五百二十,半为一千二百六十,三分之一为八 百四十,四分之一为六百三十,五分之一为五百四,六分之一为四百二十,七分 之一为三百六十,八分之一为三百一十五,九分之一为二百八十,并之,得七千 一百二十九,以为法。置田二百四十步,亦以一为二千五百二十乘之,为实。实 如法得从步。
    ---------------------------------------------------------------------------------
    240/(1+1/2+1/3+1/4+1/5+1/6+1/7+1/8+1/9)=略




    9: 今有田广一步半、三分步之一、四分步之一、五分步之一、六分步之一、七 分步之一、八分步之一、九分步之一、十分步之一。求田一亩、问从几何?答曰: 八十一步七千三百八十一分步之六千九百三十九。
      术曰:下有一十分,以一为二千五百二十,半为一千二百六十,三分之一为 八百四十,四分之一为六百三十,五分之一为五百四,六分之一为四百二十,七 分之一为三百六十,八分之一为三百一十五,九分之一为二百八十,十分之一为 二百五十二,并之,得七千三百八十一,以为法。置田二百四十步,亦以一为二 千五百二十乘之,为实。实如法得从步。
    ---------------------------------------------------------------------------------
    240/(1+1/2+1/3+1/4+1/5+1/6+1/7+1/8+1/9+1/10)=略




    10: 今有田广一步半、三分步之一、四分之步一、五分步之一、六分步之一、七 分步之一、八分步之一、九分步之一、十分步之一、十一分步之一。求田一亩, 问从几何?答曰:七十九步八万三千七百一十一分步之三万九千六百三十一。
      术曰:下有一十一分,以一为二万七千七百二十,半为一万三千八百六十, 三分之一为九千二百四十,四分之一为六千九百三十,五分之一为五千五百四十 四,六分之一为四千六百二十,七分之一为三千九百六十,八分之一为三千四百 六十五,九分之一为三千八十,一十分之一为二千七百七十二,一十一分之一为 二千五百二十,并之,得八万三千七百一十一,以为法。置田二百四十步,亦以 一为二万七千七百二十乘之,为实。实如法得从步。
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    240/(1+1/2+1/3+1/4+1/5+1/6+1/7+1/8+1/9+1/10+1/11)=略

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  19. 11: 今有田广一步半、三分步之一、四分步之一,五分步之一、六分步之一、七 分步之一、八分步之一、九分步之一、十分步之一、十一分步之一、十二分步之 一。求田一亩,问从几何?答曰:七十七步八万六千二十一分步之二万九千一百 八十三。
      术曰:下有一十二分,以一为八万三千一百六十,半为四万一千五百八十, 三分之一为二万七千七百二十,四分之一为二万七百九十,五分之一为一万六千 六百三十二,六分之一为一万三千八百六十,七分之一为一万一千八百八十,八 分之一为一万三百九十五,九分之一为九千二百四十,一十分之一为八千三百一 十六,十一分之一为七千五百六十,十二分之一为六千九百三十,并之,得二十 五万八千六十三,以为法。置田二百四十步,亦以一为八万三千一百六十乘之, 为实。实如法得从步。
      〔淳风等按:凡为术之意,约省为善。宜云“下有一十二分,以一为二万七 千七百二十,半为一万三千八百六十,三分之一为九千二百四十,四分之一为六 千九百三十,五分之一为五千五百四十四,六分之一为四千六百二十,七分之一 为三千九百六十,八分之一为三千四百六十五,九分之一为三千八十,十分之一 为二千七百七十二,十一分之一为二千五百二十,十二分之一为二千三百一十, 并之,得八万六千二十一,以为法。置田二百四十步,亦以一为二万七千七百二 十乘之,以为实。实如法得从步。”其术亦得知,不繁也。〕
    -----------------------------------------------------------------------
    240/(1+1/2+1/3+1/4+1/5+1/6+1/7+1/8+1/9+1/10+1/11+1/12)=略
    ==========================================================================
    以上都是无聊的运算。




    12: 今有积五万五千二百二十五步,问为方几何?答曰:二百三十五步。
    ----------------------------------------------------------------------
    √55225=235 步




    13: 又有积二万五千二百八十一步,问为方几何?答曰:一百五十九步。
    ------------------------------------------------------------------------
    √25281=159 步




    14: 又有积七万一千八百二十四步,问为方几何?答曰:二百六十八步。
    ---------------------------------------------------------------------------
    √71824=268 步




    15: 又有积五十六万四千七百五十二步四分步之一,问为方几何?答曰:七百五 十一步半。
    -----------------------------------------------------------------------------
    √564752.25=751.5




    16: 又有积三十九亿七千二百一十五万六百二十五步,问为方几何?答曰:六万 三千二十五步。
    ------------------------------------------------------------------------------
    √3972150625=63025





      ○开方 〔求方幂之一面也。〕 术曰:置积为实。借一算,步之,超一等。
      〔言百之面十也。言万之面百也。〕 议所得,以一乘所借一算为法,而以除。
      〔先得黄甲之面,上下相命,是自乘而除也。〕 除已,倍法为定法。
      〔倍之者,豫张两面朱幂定袤,以待复除,故曰定法。〕 其复除,折法而下。
      〔欲除朱幂者,本当副置所得成方,倍之为定法,以折、议、乘,而以除。
      如是当复步之而止,乃得相命。故使就上折下。〕 复置借算,步之如初。以复议一乘之, 〔欲除朱幂之角黄乙之幂,其意如初之所得也。〕 所得副以加定法,以除。以所得副从定法。
      〔再以黄乙之面加定法者,是则张两青幂之袤。〕 复除,折下如前。若开之不尽者,为不可开,当以面命之。
      〔术或有以借算加定法而命分者,虽粗相近,不可用也。凡开积为方,方之 自乘当还复有积分。令不加借算而命分,则常微少;其加借算而命分,则又微多。
      其数不可得而定。故惟以面命之,为不失耳。譬犹以三除十,以其余为三分之一, 而复其数可以举。不以面命之,加定法如前,求其微数。微数无名者以为分子, 其一退以十为母,其再退以百为母。退之弥下,其分弥细,则朱幂虽有所弃之数, 不足言之也。〕 若实有分者,通分内子为定实,乃开之。讫,开其母,报除。
      〔淳风等按:分母可开者,并通之积先合二母。既开之后,一母尚存,故开 分母,求一母为法,以报除也。〕 若母不可开者,又以母乘定实,乃开之。讫,令如母而一。
      〔淳风等按:分母不可开者,本一母也。又以母乘之,乃合二母。既开之后, 亦一母存焉,故令一母而一,得全面也。
      又按:此术“开方”者,求方幂之面也。借一算者,假借一算,空有列位之 名,而无除积之实。方隅得面,是故借算列之于下。“步之超一等”者,方十自 乘,其积有百,方百自乘,其积有万,故超位,至百而言十,至万而言百。“议 所得,以一乘所借算为法,而以除”者,先得黄甲之面,以方为积者两相乘,故 开方除之,还令两面上下相命,是自乘而除之。“除已,倍法为定法”者,实积 未尽,当复更除,故豫张两面朱幂袤,以待复除,故曰定法。“其复除,折法而 下”者,欲除朱幂,本当副置所得成方,倍之为定法,以折、议、乘之,而以除, 如是,当复步之而止,乃得相命。故使就上折之而下。“复置借算,步之如初, 以复议一乘之,所得副以加定法,以定法除”者。欲除朱幂之角黄乙之幂。“以 所得副从定法”者,再以黄乙之面加定法,是则张两青幂之袤,故如前开之,即 合所问。〕
    ----------------------------------------------------------------------------------------------



    17: 今有积一千五百一十八步四分步之三。问为圆周几何?答曰:一百三十五步。

      〔于徽术,当周一百三十八步一十分步之一。
      淳风等按:此依密率,为周一百三十八步五十分步之九。〕 又有积三百步,问为圆周几何?答曰:六十步。
      〔于徽术,当周六十一步五十分步之十九。
      淳风等按:依密率,为周六十一步一百分步之四十一。〕 开圆术曰:置积步数,以十二乘之,以开方除之,即得周。
      〔此术以周三径一为率,与旧圆田术相返覆也。于徽术,以三百一十四乘积, 如二十五而一,所得,开方除之,即周也。开方除之,即径。是为据见幂以求周, 犹失之于微少。其以二百乘积,一百五十七而一,开方除之,即径,犹失之于微 多。
      淳风等按:此注于徽术求周之法,其中不用“开方除之,即径”六字,今 本有者,衍剩也。依密率,八十八乘之,七而一。按周三径一之率,假令周六径 二,半周半径相乘得幂三,周六自乘得三十六。俱以等数除幂,得一周之数十二 也。其积:本周自乘,合以一乘之,十二而一,得积三也。术为一乘不长,故以 十二而一,得此积。今还原,置此积三,以十二乘之者,复其本周自乘之数。凡 物自乘,开方除之,复其本数,故开方除之,即周。〕
    ----------------------------------------------------------------
    同类型问题,已知面积求圆的直径,还是开平方。
    S=半周x半径,圆周率以3计算。
    所以:圆周=√12S=√12X1518.75=135 步



    18: 今有积一百八十六万八百六十七尺, 〔此尺谓立方尺也。凡物有高、深而言积者,曰立方。〕 问为立方几何?答曰:一百二十三尺。
    -----------------------------------------------------------------
    开立方1860867=123 尺

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  20. 19: 又有积一千九百五十三尺八分尺之一,问为立方几何?答曰:一十二尺半。
    -----------------------------------------------------------------
    开立方1953.125=12.5 尺




    20: 又有积六万三千四百一尺五百一十二分尺之四百四十七,问为立方几何?答 曰:三十九尺八分尺之七。
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    开立方63400又447/512= 39又7/8 尺




    21: 又有积一百九十三万七千五百四十一尺二十七分尺之一十七,问为立方几何? 答曰:一百二十四尺太半尺。
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    开立方1937541又17/27=124又2/3 尺



      开立方 〔立方适等,求其一面也。〕 术曰:置积为实。借一算,步之,超二等。
      〔言千之面十,言百万之面百。〕 议所得,以再乘所借一算为法,而除之。
      〔再乘者,亦求为方幂。以上议命而除之,则立方等也。〕 除已,三之为定法。
      〔为当复除,故豫张三面,以定方幂为定法也。〕 复除,折而下。
      〔复除者,三面方幂以皆自乘之数,须得折、议,定其厚薄尔。开平幂者, 方百之面十;开立幂者,方千之面十。据定法已有成方之幂,故复除当以千为百, 折下一等也。〕 以三乘所得数,置中行。
      〔设三廉之定长。〕 复借一算,置下行。
      〔欲以为隅方。立方等未有定数,且置一算定其位。〕 步之,中超一,下超二等。
      〔上方法,长自乘而一折,中廉法,但有长,故降一等;下隅法,无面长, 故又降一等也。〕 复置议,以一乘中, 〔为三廉备幂也。〕 再乘下, 〔令隅自乘,为方幂也。〕 皆副以加定法。以定法除。
      〔三面、三廉、一隅皆已有幂,以上议命之而除,去三幂之厚也。〕 除已,倍下,并中,从定法。
      〔凡再以中、三以下,加定法者,三廉各当以两面之幂连于两方之面,一隅 连于三廉之端,以待复除也。言不尽意,解此要当以棋,乃得明耳。〕 复除,折下如前。开之不尽者,亦为不可开。
      〔术亦有以定法命分者,不如故幂开方,以微数为分也。〕 若积有分者,通分内子为定实。定实乃开之。讫,开其母以报除。
      〔淳风等按:分母可开者,并通之积先合三母。既开之后一母尚存,故开分 母,求一母,为法,以报除也。〕 若母不可开者,又以母再乘定实,乃开之。讫,令如母而一。
      〔淳风等按:分母不可开者,本一母也。又以母再乘之,令合三母。既开之 后,一母犹存,故令一母而一,得全面也。
      按:“开立方”知,立方适等,求其一面之数。“借一算,步之,超二等” 者,但立方求积,方再自乘,就积开之,故超二等,言千之面十,言百万之面百。
      “议所得,以再乘所借算为法,而以除”知,求为方幂,以议命之而除,则立方 等也。“除已,三之为定法”,为积未尽,当复更除,故豫张三面已定方幂为定 法。“复除,折而下”知,三面方幂皆已有自乘之数,须得折、议定其厚薄。据 开平方,百之面十,其开立方,即千之面十。而定法已有成方之幂,故复除之者, 当以千为百,折下一等。“以三乘所得数,置中行”者,设三廉之定长。“复借 一算,置下行”者,欲以为隅方,立方等未有数,且置一算定其位也。“步之, 中超一,下超二”者,上方法长自乘而一折,中廉法但有长,故降一等,下隅法 无面长,故又降一等。“复置议,以一乘中”者,为三廉备幂。“再乘下”,当 令隅自乘为方幂。“皆副以加定法,以定法除者,三面、三廉、一隅皆已有幂, 以上议命之而除,去三幂之厚。“除已,倍下、并中,从定法”者,三廉各当以 两面之幂连于两方之面,一隅连于三廉之端,以待复除。其开之不尽者,折下如 前,开方,即合所问。“有分者,通分内子开之。讫,开其母以报除”,“可开 者,并通之积,先合三母;既开之后,一母尚存,故开分母”者,“求一母为法, 以报除。”“若母不可开者,又以母再乘定实,乃开之。讫,令如母而一”,分 母不可开者,本一母,又以母再乘,令合三母,既开之后,亦一母尚存。故令如 母而一,得全面也。〕
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------




    22: 今有积四千五百尺。
      〔亦谓立方之尺也。〕 问为立圆径几何?答曰:二十尺。
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    圆球体积V=(4/3)πr^3,如果以π=3计算,V=4r^3

    所以:r=开立方 V/4=10.4,直径=20.8尺

    汉朝人不会计算圆球体积,以圆球外接正方体体积的9/16计算。

    所以,圆球体积V=直径^3x(9/16),所以,直径=开立方 16V/9=20 尺

    这个公式完全是错误的,正确的圆球体积和外接正方形体积之比应该是:π/6=0.5243

    而9/16=0.5625,误差偏大 7.3%.


      〔依密率,立圆径二十尺,计积四千一百九十尺二十一分尺之一十。〕

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  21. 23: 又有积一万六千四百四十八亿六千六百四十三万七千五百尺。问为立圆径几 何?答曰:一万四千三百尺。
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    直径=开立方 16V/9=14300 尺




      〔依密率,为径一万四千六百四十三尺四分尺之三。〕 开立圆术曰:置积尺数,以十六乘之,九而一,所得,开立方除之,即立 圆径。

      〔立圆,即丸也。为术者,盖依周三径一之率。令圆幂居方幂四分之三,圆 囷居立方亦四分之三。更令圆囷为方率十二,为丸率九,丸居圆囷又四分之三也。

      置四分自乘得十六,三分自乘得九,故丸居立方十六分之九也。故以十六乘积, 九而一,得立方之积。丸径与立方等,故开立方而除,得径也。然此意非也。何 以验之?取立方棋八枚,皆令立方一寸,积之为立方二寸。规之为圆囷,径二寸, 高二寸。又复横因之,则其形有似牟合方盖矣。八棋皆似阳马,圆然也。按:合 盖者,方率也,丸居其中,即圆率也。推此言之,谓夫圆囷为方率,岂不阙哉? 以周三径一为圆率,则圆幂伤少;令圆囷为方率,则丸积伤多,互相通补,是以 九与十六之率偶与实相近,而丸犹伤多耳。观立方之内,合盖之外,虽衰杀有渐, 而多少不掩。判合总结,方圆相缠,浓纤诡互,不可等正。欲陋形措意,惧失正 理。敢不阙疑,以俟能言者。

      黄金方寸,重十六两;金丸径寸,重九两,率生于此,未曾验也。《周官· 考工记》:“朅氏为量,改煎金锡则不耗,不耗然后权之,权之然后准之,准之 然后量之。”言炼金使极精,而后分之则可以为率也。令丸径自乘,三而一,开 方除之,即丸中之立方也。假令丸中立方五尺,五尺为句,句自乘幂二十五尺。

      倍之得五十尺,以为弦幂,谓平面方五尺之弦也。以此弦为股,亦以五尺为句, 并句股幂得七十五尺,是为大弦幂。开方除之,则大弦可知也。大弦则中立方之 长邪,邪即丸径。故中立方自乘之幂于丸径自乘之幂,三分之一也。今大弦还乘 其幂,即丸外立方之积也。大弦幂开之不尽,令其幂七十五再自乘之,为面,命 得外立方积,四十二万一千八百七十五尺之面。又令中立方五尺自乘,又以方乘 之,得积一百二十五尺,一百二十五尺自乘,为面,命得积,一万五千六百二十 五尺之面。皆以六百二十五约之,外立方积,六百七十五尺之面,中立方积,二 十五尺之面也。

      张衡算又谓立方为质,立圆为浑。衡言质之与中外之浑:六百七十五尺之面, 开方除之,不足一,谓外浑积二十六也;内浑,二十五之面,谓积五尺也。今徽 令质言中浑,浑又言质,则二质相与之率犹衡二浑相与之率也。衡盖亦先二质之 率推以言浑之率也。衡又言:“质,六十四之面;浑,二十五之面。”质复言浑, 谓居质八分之五也。又云:方,八之面;圆,五之面。”圆浑相推,知其复以圆 囷为方率,浑为圆率也,失之远矣。衡说之自然欲协其阴阳奇偶之说而不顾疏密 矣。虽有文辞,斯乱道破义,病也。置外质积二十六,以九乘之,十六而一,得 积十四尺八分尺之五,即质中之浑也。以分母乘全内子,得一百一十七。又置内 质积五,以分母乘之,得四十,是谓质居浑一百一十七分之四十,而浑率犹为伤 多也。假令方二尺,方四面,并得八尺也,谓之方周。其中令圆径与方等,亦二 尺也。圆半径以乘圆周之半,即圆幂也。半方以乘方周之半,即方幂也。然则方 周知,方幂之率也;圆周知,圆幂之率也。按:如衡术,方周率八之面,圆周率 五之面也。令方周六十四尺之面,圆周四十尺之面也。又令径二尺自乘,得径四 尺之面,是为圆周率十之面,而径率一之面也。衡亦以周三径一之率为非,是故 更著此法,然增周太多,过其实矣。

      淳风等按:祖暅之谓刘徽、张衡二人皆以圆囷为方率,丸为圆率,乃设新 法。祖暅之开立圆术曰:“以二乘积,开立方除之,即立圆径。其意何也?取 立方棋一枚,令立枢于左后之下隅,从规去其右上之廉;又合而衡规之,去其前 上之廉。于是立方之棋分而为四,规内棋一,谓之内棋;规外棋三,谓之外棋。

      规更合四棋,复横断之。以句股言之,令余高为句,内棋断上方为股,本方之数, 其弦也。句股之法:以句幂减弦幂,则余为股幂。若令余高自乘,减本方之幂, 余即内棋断上方之幂也。本方之幂即此四棋之断上幂。然则余高自乘,即外三棋 之断上幂矣。不问高卑,势皆然也。然固有所归同而途殊者尔。而乃控远以演类, 借况以析微。按:阳马方高数参等者,倒而立之,横截去上,则高自乘与断上幂 数亦等焉。夫叠棋成立积,缘幂势既同,则积不容异。由此观之,规之外三棋旁 蹙为一,即一阳马也。三分立方,则阳马居一,内棋居二可知矣。合八小方成一 大方,合八内棋成一合盖。内棋居小方三分之二,则合盖居立方亦三分之二,较 然验矣。置三分之二,以圆幂率三乘之,如方幂率四而一,约而定之,以为丸率。

      故曰丸居立方二分之一也。”等数既密,心亦昭晢。张衡放旧,贻哂于后,刘徽 循故,未暇校新。夫岂难哉,抑未之思也。依密率,此立圆积,本以圆径再自乘, 十一乘之,二十一而一,得此积。今欲求其本积,故以二十一乘之,十一而一。

      凡物再自乘,开立方除之,复其本数。故立方除之,即丸径也。〕
    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    这里提到了刘徽、祖暅求解圆球体积的运算,刘徽测得黄金方寸重16两,金丸径寸重9两,,但是没有求解出结果,祖暅具体求出圆球的体积:外接立方体体积=π/6,如果π=3,则圆球体积为外接正方体体积的二分之一,如果取π=22/7,则圆球体积为外接立方体体积的11/21,而不是9/16。,这里,李淳风完全不知道还有一个355/113的密率存在,圆球体积的最精确公式=外接正方体体积的 355/678 倍。


    由此可见,黄金方寸重16两,金丸方寸该重8.38两有余,重9两是不正确的。

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  22. 《卷五》

       ○商功(以御功程积实) 今有穿地,积一万尺。问为坚、壤各几何?答曰:为坚七千五百尺;为壤一 万二千五百尺。
      术曰:穿地四为壤五, 〔壤谓息土。〕 为坚三, 〔坚谓筑土。〕 为墟四。
      〔墟谓穿坑。此皆其常率。〕 以穿地求壤,五之;求坚,三之;皆四而一。
      〔今有术也。〕 以壤求穿,四之;求坚,三之;皆五而一。以坚求穿,四之;求壤,五之; 皆三而一。
      〔淳风等按:此术并今有之义也。重张穿地积一万尺,为所有数,坚率三、 壤率五各为所求率,穿率四为所有率,而今有之,即得。〕 城、垣、堤、沟、堑、渠皆同术。
      术曰:并上下广而半之, 〔损广补狭。〕 以高若深乘之,又以袤乘之,即积尺。
      〔按:此术“并上下广而半之”者,以盈补虚,得中平之广。“以高若深乘 之”,得一头之立幂。“又以袤乘之”者,得立实之积,故为积尺。〕
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    1: 今有穿地,袤一丈六尺,深一丈,上广六尺,为垣积五百七十六尺。问穿地 下广几何?答曰:三尺五分尺之三。

       术曰:置垣积尺,四之为实。
      〔穿地四,为坚三。垣,坚也。以坚求穿地,当四之,三而一也。〕 以深、袤相乘, 〔为深、袤之立实也。〕 又三之,为法。
      〔以深、袤乘之立实除垣积,即坑广。又三之者,与坚率并除之。〕 所得,倍之。
      〔为坑有两广,先并而半之,即为广狭之中平。今先得其中平,故又倍之知, 两广全也。〕 减上广,余即下广。
      〔按:此术穿地四,为坚三。垣即坚也。今以坚求穿地,当四乘之,三而一。
       深、袤相乘者,为深袤立幂。以深袤立幂除积,即坑广。又三之,为法,与坚率 并除。所得,倍之者,为坑有两广,先并而半之,为中平之广。今此得中平之广, 故倍之还为两广并。故减上广,余即下广也。〕
    -------------------------------------------------------
    穿地是个棱台, 设下广为y尺,穿地=堑堵(16x10x(6-y)/2)+方柱(16x10y)

    V=10x16y+(6-y)x16x10/2=576

    解得:y=1.2尺


    原答案3.6尺,足足大了3倍。




    2: 今有城下广四丈,上广二丈,高五丈,袤一百二十六丈五尺。问积几何?答 曰:一百八十九万七千五百尺:
    ------------------------------------------------
    V=梯形面积x长度

    V=((20+40)x50/2)x1265=1897500立方尺



    3: 今有垣下广三尺,上广二尺,高一丈二尺,袤二十二丈五尺八寸。问积几何? 答曰:六千七百七十四尺。
    --------------------------------------------------------------------------
    V=(3+2)x12x225.8/2= 6774 立方尺



    4: 今有堤下广二丈,上广八尺,高四尺,袤一十二丈七尺。问积几何?答曰: 七千一百一十二尺。
      冬程人功四百四十四尺,问用徒几何?答曰:一十六人二百一十一分人之二。
      术曰:以积尺为实,程功尺数为法,实如法而一,即用徒人数。
    ---------------------------------------------------------------------------
    V=(20+8)x4x127/2=7112 立方尺



    5: 今有沟,上广一丈五尺,下广一丈,深五尺,袤七丈。问积几何?答曰:四 千三百七十五尺。
      春程人功七百六十六尺,并出土功五分之一,定功六百一十二尺五分尺之四。
      问用徒几何?答曰:七人三千六十四分人之四百二十七。
      术曰:置本人功,去其五分之一,余为法。
      〔“去其五分之一”者,谓以四乘,五除也。〕 以沟积尺为实,实如法而一,得用徒人数。
      〔按:此术“置本人功,去其五分之一”者,谓以四乘之,五而一,除去出 土之功,取其定功。乃通分内子以为法。以分母乘沟积尺为实者,法里有分,实 里通之,故实如法而一,即用徒人数。此以一人之积尺除其众尺,故用徒人数。
      不尽者,等数约之而命分也。〕
    ---------------------------------------------------------------------------------------
    V=(15+10)x5x70/2=4375

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  23. 6: 今有堑,上广一丈六尺三寸,下广一丈,深六尺三寸,袤一十三丈二尺一寸。
      问积几何?答曰:一万九百四十三尺八寸。

      〔八寸者,谓穿地方尺,深八寸。此积余有方尺中二分四厘五毫,弃之。文 欲从易,非其常定也。〕 夏程人功八百七十一尺,并出土功五分之一,沙砾水石之功作太半,定功二 百三十二尺一十五分尺之四。问用徒几何?答曰:四十七人三千四百八十四分人 之四百九。
      术曰:置本人功,去其出土功五分之一,又去沙砾水石之功太半,余为法。
      以堑积尺为实。实如法而一,即用徒人数。
      〔按:此术“置本人功,去其出土功五分之一”者,谓以四乘,五除。“又 去沙砾水石作太半”者,一乘,三除,存其少半,取其定功。乃通分内子以为法。
      以分母乘堑积尺为实者,为法里有分,实里通之,故实如法而一,即用徒人数。
      不尽者,等数约之而命分也。〕
    -----------------------------------------------------------------------------
    V=(16.3+10)x6.3x132.1/2=10943.8245 立方尺



    7: 今有穿渠,上广一丈八尺,下广三尺六寸,深一丈八尺,袤五万一千八百二 十四尺。问积几何?答曰:一千七万四千五百八十五尺六寸。
      秋程人功三百尺,问用徒几何?答曰:三万三千五百八十二人,功内少一十 四尺四寸。
      一千人先到,问当受袤几何?答曰:一百五十四丈三尺二寸八十一分寸之八。
      术曰:以一人功尺数乘先到人数为实。
      〔以一千人一日功为实。立实为功。〕 并渠上下广而半之,以深乘之,为法。
      〔以渠广深之立实为法。〕 实如法得袤尺。
    ------------------------------------------------------------------------
    V=(18+3.6)X18X51824/2=10074585.6 立方尺



    8: 今有方堡壔, 〔堡者,堡城也;壔,音丁老反,又音纛,谓以土拥木也。〕 方一丈六尺,高一丈五尺。问积几何?答曰:三千八百四十尺。
      术曰:方自乘,以高乘之,即积尺。
    --------------------------------------------------------------------
    立方体 体积=底面积x高

    V=16x16x15=3840 立方尺



    9: 今有圆堡瑽,周四丈八尺,高一丈一尺。问积几何?答曰:二千一百一十二 尺。

      〔于徽术,当积二千一十七尺一百五十七分尺之一百三十一。
      淳风等按:依密率,积二千一十六尺。〕 术曰:周自相乘,以高乘之,十二而一。
      〔此章诸术亦以周三径一为率,皆非也。于徽术当以周自乘,以高乘之,又 以二十五乘之,三百一十四而一。此之圆幂亦如圆田之幂也。求幂亦如圆田,而 以高乘幂也。
      淳风等按:依密率,以七乘之,八十八而一。〕
    ----------------------------------------------------------------------
    圆柱 体积v=底圆面积x高

    V=半周x半径x高=24x8x11=2112 立方尺




    10: 今有方亭,下方五丈,上方四丈,高五丈。问积几何?答曰:一十万一千六 百六十六尺太半尺。
      术曰:上下方相乘,又各自乘,并之,以高乘之,三而一。

     〔此章有堑堵、阳马,皆合而成立方。盖说算者乃立棋三品,以效高深之积。
      假令方亭,上方一尺,下方三尺,高一尺。其用棋也,中央立方一,四面堑堵四, 四角阳马四。上下方相乘为三尺,以高乘之,得积三尺,是为得中央立方一,四 面堑堵各一。下方自乘为九,以高乘之,得积九尺。是为中央立方一、四面堑堵 各二、四角阳马各三也。上方自乘,以高乘之,得积一尺,又为中央立方一。凡 三品棋皆一而为三,故三而一,得积尺。用棋之数:立方三、堑堵阳马各十二, 凡二十七,棋十三。更差次之,而成方亭者三,验矣。为术又可令方差自乘,以 高乘之,三而一,即四阳马也;上下方相乘,以高乘之,即中央立方及四面堑堵 也。并之,以为方亭积数也。〕
    --------------------------------------------------------------------
    方亭就是棱台,棱台体积V=(S1+S2+√S1*S2)X高/3

    V=(25+16+20)x5/3=101又2/3立方丈

    原书解题思路极其复杂,是把这个方亭拆分成:底边为4高为5的立方体+4个锲型(堑堵)+4个锥形(阳马),最后合成一个方亭,得出的体积公式也对。

     

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  25. 11: 今有圆亭,下周三丈,上周二丈,高一丈。问积几何?答曰:五百二十七尺 九分尺之七。

      〔于徽术,当积五百四尺四百七十一分尺之一百一十六也。
      淳风等按:依密率,为积五百三尺三十三分尺之二十六。〕 术曰:上下周相乘,又各自乘,并之,以高乘之,三十六而一。
      〔此术周三径一之义。合以三除上下周,各为上下径。以相乘,又各自乘, 并,以高乘之,三而一,为方亭之积。假令三约上下周俱不尽,还通之,即各为 上下径。令上下径相乘,又各自乘,并,以高乘之,为三方亭之积分。此合分母 三相乘得九,为法,除之。又三而一,得方亭之积。从方亭求圆亭之积,亦犹方 幂中求圆幂。乃令圆率三乘之,方率四而一,得圆亭之积。前求方亭之积,乃以 三而一;今求圆亭之积,亦合三乘之。二母既同,故相准折,惟以方幂四乘分母 九,得三十六,而连除之。于徽术,当上下周相乘,又各自乘,并,以高乘之, 又二十五乘之,九百四十二而一。此方亭四角圆杀,比于方亭,二百分之一百五 十七。为术之意,先作方亭,三而一。则此据上下径为之者,当又以一百五十七 乘之,六百而一也。今据周为之,若于圆堡昪,又以二十五乘之,三百一十四而 一,则先得三圆亭矣。故以三百一十四为九百四十二而一,并除之。
      淳风等按:依密率,以七乘之,二百六十四而一。〕
    -------------------------------------------------------------------------
    圆台体积V=(S1+S2+√S1*S2)X高/3

    V=(75+100/3+√75x(100/3))x10/3=527又7/9立方尺



    12: 今有方锥,下方二丈七尺,高二丈九尺。问积几何?答曰:七千四十七尺。
      术曰:下方自乘,以高乘之,三而一。
      〔按:此术假令方锥下方二尺,高一尺,即四阳马。如术为之,用十二阳马 成三方锥。故三而一,得方锥也。〕
    -------------------------------------------
    V=27x27x29/3=7047立方尺

    锥体的体积等于同底、同高柱体的三分之一,古人也明白,三而一。




    13: 今有圆锥,下周三丈五尺,高五丈一尺。问积几何?答曰:一千七百三十五 尺一十二分尺之五。

      〔于徽术,当积一千六百五十八尺三百一十四分尺之十三。
      淳风等按:依密率,为积一千六百五十六尺八十八分尺之四十七。〕 术曰:下周自乘,以高乘之,三十六而一。
      〔按:此术圆锥下周以为方锥下方。方锥下方令自乘,以高乘之,令三而一, 得大方锥之积。大锥方之积合十二圆矣。今求一圆,复合十二除之,故令三乘十 二,得三十六,而连除。于徽术,当下周自乘,以高乘之,又以二十五乘之,九 百四十二而一。圆锥比于方锥亦二百分之一百五十七。令径自乘者,亦当以一百 五十七乘之,六百而一。其说如圆亭也。
      淳风等按:依密率,以七乘之,二百六十四而一。〕
    -----------------------------------------------------------------------
    圆锥体和方椎体一样,V=底圆面积x高/3

    V=35X35X51/12/3=1735又5/12 立方尺


    14: 今有堑堵,下广二丈,袤一十八丈六尺,高二丈五尺。问积几何?答曰:四 万六千五百尺。

      术曰:广袤相乘,以高乘之,二而一。
      〔邪解立方,得两堑堵。虽复橢方,亦为堑堵。故二而一。此则合所规棋。
      推其物体,盖为堑上叠也。其形如城,而无上广,与所规棋形异而同实。未闻所 以名之为堑堵之说也。〕 今有阳马,广五尺,袤七尺,高八尺。问积几何?答曰:九十三尺少半尺。
      术曰:广袤相乘,以高乘之,三而一。
      〔按:此术阳马之形,方锥一隅也。今谓四柱屋隅为阳马。假令广袤各一尺, 高一尺,相乘,得立方积一尺。邪解立方,得两堑堵;邪解堑堵,其一为阳马, 一为鳖臑。阳马居二,鳖臑居一,不易之率也。合两鳖臑成一阳马,合三阳马而 成一立方,故三而一。验之以棋,其形露矣。悉割阳马,凡为六鳖臑。观其割分, 则体势互通,盖易了也。其棋或修短、或广狭、立方不等者,亦割分以为六鳖臑。
      其形不悉相似。然见数同,积实均也。鳖臑殊形,阳马异体。然阳马异体,则不 纯合。不纯合,则难为之矣。何则?按:邪解方棋以为堑堵者,必当以半为分; 邪解堑堵以为阳马者,亦必当以半为分,一从一横耳。设以阳马为分内,鳖臑为 分外。棋虽或随修短广狭,犹有此分常率知,殊形异体,亦同也者,以此而已。
      其使鳖臑广、袤、高各二尺,用堑堵、鳖臑之棋各二,皆用赤棋。又使阳马之广、 袤、高各二尺,用立方之棋一,堑堵、阳马之棋各二,皆用黑棋。棋之赤、黑, 接为堑堵,广、袤、高各二尺。于是中攽其广、袤,又中分其高。令赤、黑堑堵 各自适当一方,高一尺,方一尺,每二分鳖臑,则一阳马也。其余两端各积本体, 合成一方焉。是为别种而方者率居三,通其体而方者率居一。虽方随棋改,而固 有常然之势也。按:余数具而可知者有一、二分之别,则一、二之为率定矣。其 于理也岂虚矣。若为数而穷之,置余广、袤、高之数,各半之,则四分之三又可 知也。半之弥少,其余弥细,至细曰微,微则无形。由是言之,安取余哉?数而 求穷之者,谓以情推,不用筹算。鳖臑之物,不同器用;阳马之形,或随修短广 狭。然不有鳖臑,无以审阳马之数,不有阳马,无以知锥亭之数,功实之主也。〕
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    堑堵是锲型,把长方体从对角线劈开,就是两个堑堵,古人的术语太绕。

    V=20x25x186/2=46500立方尺



    15: 今有鳖臑,下广五尺,无袤;上袤四尺,无广;高七尺。问积几何?答曰: 二十三尺少半尺。
      术曰:广袤相乘,以高乘之,六而一。
      〔按:此术臑者,臂节也。或曰:半阳马,其形有似鳖肘,故以名云。中破 阳马,得两鳖臑。鳖臑之见数即阳马之半数。数同而实据半,故云六而一,即得。〕
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    引:
    《九章》以至《刘注》解决体积问题的出发点是把一般的多面体分解为一些基本的立体。先把一长方体斜剖为二,如下图(1),得两堑堵(堑堵是两底面是直角三角形的正柱体)。再把堑堵斜剖为二,如上图(2);一个是阳马(阳马是直角四棱锥体),如上图(3);一个是鳖臑(鳖臑是四面都是勾股形的四面体),如上图(4)。其中鳖臑的特征是AB和平面BFG垂直,FG和平面ABF垂直。由于任一多面体可以分割为四面体,而任一四面体可以分割为六个鳖臑,如左图,所以问题归结为求鳖臑(以及阳马)的体积。依刘徽原话,就是所谓阳马、鳖臑,“功实之主也。”

    如图,AB=4 尺,AF=5 尺,FG=7 尺

    底面积x高,再取三分之一,4x5x7/3/2=70/6 立方尺。

    如果取一个边长为4、5、7的长方体,鳖臑体积就是这个长方体体积的六分之一。

    原答案为70/3 立方尺,大了一倍,这是阳马的体积。

    一个长方体可以分解沿斜边为两个堑堵,一个堑堵又可以分解为一个阳马、一个鳖臑,阳马是方锥,体积是长方体的三分之一,所以鳖臑体积就是堑堵的三分之一,是长方体的六分之一。换句话说,一个阳马可以分成两个鳖臑,一个长方体可以分成六个鳖臑。

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  26. 16: 今有羡除,下广六尺,上广一丈,深三尺;末广八尺,无深;袤七尺。问积 几何?答曰:八十四尺。
      术曰:并三广,以深乘之,又以袤乘之,六而一。
      〔按:此术羡除,实隧道也。其所穿地,上平下邪,似两鳖臑夹一堑堵,即 羡除之形。假令用此棋:上广三尺,深一尺,下广一尺;末广一尺,无深;袤一 尺。下广、末广皆堑堵之广。上广者,两鳖臑与一堑堵相连之广也。以深、袤乘, 得积五尺。鳖臑居二,堑堵居三,其于本棋皆一为六,故六而一。合四阳马以为 方锥。邪画方锥之底,亦令为中方。就中方削而上合,全为中方锥之半。于是阳 马之棋悉中解矣。中锥离而为四鳖臑焉。故外锥之半亦为四鳖臑。虽背正异形, 与常所谓鳖臑参不相似,实则同也。所云夹堑堵者,中锥之鳖臑也。凡堑堵上袤 短者,连阳马也。下袤短者,与鳖臑连也。上、下两袤相等知,亦与鳖臑连也。
      并三广,以高、袤乘,六而一,皆其积也。今此羡除之广即堑堵之袤也。按: 此本是三广不等,即与鳖臑连者。别而言之:中央堑堵广六尺,高三尺,袤七尺。
      末广之两旁,各一小鳖臑,皆与堑堵等。令小鳖臑居里,大鳖臑居表,则大鳖臑 皆出橢方锥:下广二尺,袤六尺,高七尺。分取其半,则为袤三尺。以高、广乘 之,三而一,即半锥之积也。邪解半锥得此两大鳖臑。求其积,亦当六而一,合 于常率矣。按:阳马之棋两邪,棋底方。当其方也,不问旁角而割之,相半可知 也。推此上连无成不方,故方锥与阳马同实。角而割之者,相半之势。此大小鳖 臑可知更相表里,但体有背正也。〕
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    如左图所示,下面是个梯形,两底分别为:8、10尺,高为7尺,上面一条边=6尺,距离底面3尺,且两面垂直。

    把这个五面体切割成一个锲形(堑堵),两个方锥(鳖臑)。

    堑堵的体积=6x7x3/2=63立方尺

    方锥(鳖臑)的体积=(((8-6)/2上底+(10-6)/2下底)x7长x3高/2/3)=63/6=21/2,两个方锥体积=21立方尺

    所以五面体“羡除”的体积 V=63+21=84 立方尺




    17: 今有刍甍,下广三丈,袤四丈;上袤二丈,无广;高一丈。问积几何?答曰: 五千尺。

      术曰:倍下袤,上袤从之,以广乘之,又以高乘之,六而一。
      〔推明义理者:旧说云:“凡积刍有上下广曰童,甍,谓其屋盖之苫也。” 是故甍之下广、袤与童之上广、袤等。正解方亭两边,合之即刍甍之形也。假令 下广二尺,袤三尺;上袤一尺,无广;高一尺。其用棋也,中央堑堵二,两端阳 马各二。倍下袤,上袤从之,为七尺。以下广乘之,得幂十四尺。阳马之幂各居 二,堑堵之幂各居三。以高乘之,得积十四尺。其于本棋也,皆一而为六。故六 而一,即得。亦可令上下袤差乘广,以高乘之,三而一,即四阳马也;下广乘上 袤而半之,高乘之,即二堑堵;并之,以为甍积也。〕 刍童、曲池、盘池、冥谷皆同术。
      术曰:倍上袤,下袤从之;亦倍下袤,上袤从之;各以其广乘之,并,以高 若深乘之,皆六而一。
      〔按:此术假令刍童上广一尺,袤二尺;下广三尺,袤四尺;高一尺。其用 棋也,中央立方二,四面堑堵六,四角阳马四。倍下袤为八,上袤从之,为十, 以高、广乘之,得积三十尺。是为得中央立方各三,两端堑堵各四,两旁堑堵各 六,四角阳马亦各六。复倍上袤,下袤从之,为八,以高、广乘之,得积八尺。
      是为得中央立方亦各三,两端堑堵各二。并两旁,三品棋皆一而为六。故六而一, 即得。为术又可令上下广袤差相乘,以高乘之,三而一,亦四阳马;上下广袤 互相乘,并,而半之,以高乘之,即四面六堑堵与二立方;并之,为刍童积。又 可令上下广袤互相乘而半之,上下广袤又各自乘,并,以高乘之,三而一,即得 也。〕 其曲池者,并上中、外周而半之,以为上袤;亦并下中、外周而半之,以为 下袤。
      〔此池环而不通匝,形如盘蛇,而曲之。亦云周者,谓如委谷依垣之周耳。
      引而伸之,周为袤。求袤之意,环田也。〕
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    刍甍是个锲形,下底是个四方形,面积=30x40=1200 平方尺
    上面一条变=20尺,高为10尺,所以把这个锲形分解为一个堑堵+两个方锥。

    锲形(堑堵)体积=20x30x10(高)/2=3000 立方尺

    方锥(鳖臑)体积=30x10x10/3=1000立方尺,两个方锥体积=2000立方尺

    所以此刍甍体积V=3000+2000=5000 立方尺




    18: 今有刍童,下广二丈,袤三丈;上广三丈,袤四丈;高三丈。问积几何?答 曰:二万六千五百尺。
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    刍童是棱台,S1=20X30=600 立方尺,S2=30X40=1200立方尺,高=30尺

    所以体积V=(S1+S2+开根S1XS2)x高/3=(1800+600根号2)x30/3=18000+6000x根号2=26500 立方尺

    这里根号2=17/12=1又5/12=1.41666667,实际根号2=1.41421356

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  27. 19:今有曲池,上中周二丈,外周四丈,广一丈;下中周一丈四尺,外周二丈四 尺,广五尺;深一丈。问积几何?答曰:一千八百八十三尺三寸少半寸。
    ------------------------------------------------------------------------
    这个曲池体积等于内外两个圆台(1/3)体积之差。

    因为(4-2)/3=2/3丈<1丈,所以曲池不是个完整的环形,设内圆半径=r,外圆半径=r+10尺

    所以有方程:r/20=(r+10)/40,解得:r=10尺,上面内圆直径=20尺,圆周60尺,外圆半径=20尺,圆周=120尺。

    同样求得下面内圆半径r=7尺,直径=14尺,圆周=42尺,外圆半径=12尺,圆周=72尺。

    所以:V=(V1-V2)X(20/60=1/3)=((120^2/12+72^2/12+120X72/12)X10/3)-(60^2/12+42^2/12+42X60/12)X10/3)/3=1887又7/9 立方尺

    原答案错误,这里圆面积=圆周x圆周/12 计算,圆周率=3.


      
    20:今有盘池,上广六丈,袤八丈;下广四丈,袤六丈,深二丈。问积几何?答 曰:七万六百六十六尺太半尺。

      负土往来七十步,其二十步上下棚除,棚除二当平道五;踟蹰之间十加一; 载输之间三十步,定一返一百四十步。土笼积一尺六寸。秋程人功行五十九里半。

      问人到积尺及用徒各几何?答曰:人到二百四尺。用徒三百四十六人一百五十三 分人之六十二。

      术曰:以一笼积尺乘程行步数,为实。往来上下棚除二当平道五。
      〔棚,阁;除,斜道;有上下之难,故使二当五也。〕 置定往来步数,十加一,及载输之间三十步,以为法。除之,所得即一人所 到尺。以所到约积尺,即用徒人数。
      〔按:此术棚,阁;除,斜道;有上下之难,故使二当五。置定往来步数, 十加一,及载输之间三十步,是为往来一返凡用一百四十步。于今有术为所有率, 笼积一尺六寸为所求率,程行五十九里半为所有数,而今有之,即所到尺数。以 所到约积尺,即用徒人数者,此一人之积除其众积尺,故得用徒人数。为术又 可令往来一返所用之步约程行为返数,乘笼积为一人所到。以此术与今有术相 反覆,则乘除之或先后,意各有所在而同归耳。〕
    -----------------------------------------------------------------------
    这是棱台,体积V=(6x8+4x6+√48x24)x2/3=70.4立方丈=70400立方尺

    这里计算时取√2=1.4,和原答案70666又2/3立方尺,略有差异。

    取√2=1.414重新计算,得: V=70627.4立方尺,还是不能吻合。

    由答案反推√2,得:√2=1.41667,原来如此。

    第二个问,是求人功。

    “负土往来七十步,其二十步上下棚除,棚除二当平道五;踟蹰之间十加一; 载输之间三十步,定一返一百四十步。土笼积一尺六寸。秋程人功行五十九里半。”
    ---------------------------------------------------------
    一人总计行程=(20x2.5+50)x1.1+30=140步

    59.5x300/140=127.5往返

    每人运土=127.5x1.6= 204 立方尺

    需用人数=(70666又2/3)/204=346.4 人



    21:今有冥谷,上广二丈,袤七丈;下广八尺,袤四丈;深六丈五尺。问积几何? 答曰:五万二千尺。

    载土往来二百步,载输之间一里。程行五十八里;六人共车,车载三十四尺 七寸。问人到积尺及用徒各几何?答曰:人到二百一尺五十分尺之十三。用徒二 百五十八人一万六十三分人之三千七百四十六。

      术曰:以一车积尺乘程行步数,为实。置今往来步数,加载输之间一里,以 车六人乘之,为法。除之,所得即一人所到尺。以所到约积尺,即用徒人数。
      〔按:此术今有之义。以载输及往来并得五百步,为所有率,车载三十四尺 七寸为所求率,程行五十八里,通之为步,为所有数,而今有之,所得即一车所 到。欲得人到者,当以六人除之,即得。术有分,故亦更令乘法而并除者,亦用 以车尺数以为一人到土率,六人乘五百步为行率也。又亦可五百步为行率,令六 人约车积尺数为一人到土率,以负土术入之。入之者,亦可求返数也。要取其会 通而已。术恐有分,故令乘法而并除。以所到约积尺,即用徒人数者,以一人所 到积尺除其众积,故得用徒人数也。〕
    ----------------------------------------------------------------------------
    冥谷还是棱台。

    体积 V=(20x70+8x40+开根20x70x8x40)x65/3=51768又7/9 立方尺

    原答案不对。

    一人往返次数=(58x300)/(200+300)=174/5=34.8 次

    一人积尺=(34.7立方尺一车/6)x34.8=201.26 立方尺

    用徒=52000/201.26=258.37 人



    22:今有委粟平地,下周一十二丈,高二丈。问积及为粟几何?答曰:积八千尺。
      〔于徽术,当积七千六百四十三尺一百五十七分尺之四十九。
      淳风等按:依密率,为积七千六百三十六尺十一分尺之四。〕 为粟二千九百六十二斛二十七分斛之二十六。
      〔于徽术,当粟二千八百三十斛一千四百一十三分斛之一千二百一十。
      淳风等按:依密率,为粟二千八百二十八斛九十九分斛之二十八。〕
    ------------------------------------------------------
    这题被其它算书抄袭多次。

    圆锥体积=12^2x2/12/3=8立方丈=8000立方尺

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  28. 23:今有委菽依垣,下周三丈,高七尺。问积及为菽各几何?答曰:积三百五十 尺。
      〔依徽术,当积三百三十四尺四百七十一分尺之一百八十六。
      淳风等按:依密率,为积三百三十四尺十一分尺之一。〕 为菽一百四十四斛二百四十三分斛之八。
      〔依徽术,当菽一百三十七斛一万二千七百一十七分斛之七千七百七十一。
      淳风等按:依密率,为菽一百三十七斛八百九十一分斛之四百三十三。〕
    -------------------------------------------------------------------
    半圆锥体积=(30x2)^2x7/12/6=350立方尺

    为菽=350/2.43= 144又8/243斛

    菽一斛=2.43立方尺,粟一斛=1.62立方尺,不相同。



    24:今有委米依垣内角,下周八尺,高五尺。问积及为米各几何?答曰:积三十 五尺九分尺之五。

      〔于徽术,当积三十三尺四百七十一分尺之四百五十七。
      淳风等按:依密率,当积三十三尺三十三分尺之三十一。〕 为米二十一斛七百二十九分斛之六百九十一。
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    这个图形是圆锥的二分之一,所以体积V=圆锥体积/2,或圆柱体积/6

    V=(8x2)^2x5/12/6=17又7/9立方尺

    原答案又大了一倍。

    为米=17又7/9立方尺/1.62=10.974斛,原答案=21.948斛,大了一倍。


      〔于徽术,当米二十斛三万八千一百五十一分斛之三万六千九百八十。
      淳风等按:依密率,为米二十斛二千六百七十三分斛之二千五百四十。〕 委粟术曰:下周自乘,以高乘之,三十六而一。
      〔此犹圆锥也。于徽术,亦当下周自乘,以高乘之,又以二十五乘之,九百 四十二而一也。〕 其依垣者, 〔居圆锥之半也。〕 十八而一。
      〔于徽术,当令此下周自乘,以高乘之,又以二十五乘之,四百七十一而一。
      依垣之周,半于全周。其自乘之幂居全周自乘之幂四分之一,故半全周之法以为 法也。〕 其依垣内角者, 〔角,隅也,居圆锥四分之一也。〕 九而一。
      〔于徽术,当令此下周自乘,而倍之,以高乘之,又以二十五乘之,四百七 十一而一。依隅之周,半于依垣。其自乘之幂居依垣自乘之幂四分之一,当半依 垣之法以为法。法不可半,故倍其实。又此术亦用周三径一之率。假令以三除周, 得径;若不尽,通分内子,即为径之积分。令自乘,以高乘之,为三方锥之积分。
      母自相乘得九,为法,又当三而一,得方锥之积。从方锥中求圆锥之积,亦犹方 幂求圆幂。乃当三乘之,四而一,得圆锥之积。前求方锥积,乃以三而一;今求 圆锥之积,复合三乘之。二母既同,故相准折。惟以四乘分母九,得三十六而连 除,圆锥之积。其圆锥之积与平地聚粟同,故三十六而一。
      淳风等按:依密率,以七乘之,其平地者,二百六十四而一;依垣者,一百 三十二而一;依隅者,六十六而一也。〕 程粟一斛积二尺七寸; 〔二尺七寸者,谓方一尺,深二尺七寸,凡积二千七百寸。〕 其米一斛积一尺六寸五分寸之一; 〔谓积一千六百二十寸。〕 其菽、荅、麻、麦一斛皆二尺四寸十分寸之三。
      〔谓积二千四百三十寸。此为以精粗为率,而不等其概也。粟率五,米率三, 故米一斛于粟一斛,五分之三;菽、荅、麻、麦亦如本率云。故谓此三量器为概, 而皆不合于今斛。当今大司农斛,圆径一尺三寸五分五厘,正深一尺,于徽术, 为积一千四百四十一寸,排成余分,又有十分寸之三。王莽铜斛于今尺为深九寸 五分五厘,径一尺三寸六分八厘七毫。以徽术计之,于今斛为容九斗七升四合有 奇。《周官·考工记》:朅氏为量,深一尺,内方一尺而圆外,其实一釜。于徽 术,此圆积一千五百七十寸。《左氏传》钟六斛四斗。釜六斗四升,方一尺, 深一尺,其积一千寸。若此方积容六斗四升,则通外圆积成旁,容十斗四合曰:“齐旧四量:豆、区、釜、钟。四 升曰豆,各自其四,以登于釜。釜十则钟。”一龠 五分龠之三也。以数相乘之,则斛之制:方一尺而圆其外,庣旁一厘七毫,幂一 百五十六寸四分寸之一,深一尺,积一千五百六十二寸半,容十斗。王莽铜斛与 《汉书·律历志》所论斛同。〕
    -----------------------------------------------------------------------------




    25:今有仓,广三丈,袤四丈五尺,容粟一万斛。问高几何?答曰:二丈。

      术曰:置粟一万斛积尺为实。广、袤相乘为法。实如法而一,得高尺。
      〔以广袤之幂除积,故得高。按:此术本以广袤相乘,以高乘之,得此积。
      今还元,置此广袤相乘为法,除之,故得高也。〕
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    10000x1.62/30/45= 12尺

    原答案又错误。

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  29. 26:今有圆囷, 〔圆囷,廪也,亦云圆囤也。〕 高一丈三尺三寸少半寸,容米二千斛。问周几何?答曰:五丈四尺。
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    V=周长x周长x高/12=2000x1.62立方尺,所以周长=54尺


      〔于徽术,当周五丈五尺二寸二十分寸之九。
      淳风等按:依密率,为周五丈五尺一百分尺之二十七。〕 术曰:置米积尺, 〔此积犹圆堡昪之积。〕 以十二乘之,令高而一。所得,开方除之,即周。
      〔于徽术,当置米积尺,以三百一十四乘之,为实。二十五乘囷高为法。所 得,开方除之,即周也。此亦据见幂以求周,失之于微少也。晋武库中有汉时王 莽所作铜斛,其篆书字题斛旁云:律嘉量斛,方一尺而圆其外,庣旁九厘五毫, 幂一百六十二寸;深一尺,积一千六百二十寸,容十斗。及斛底云:律嘉量斗, 方尺而圆其外,庣旁九厘五毫,幂一尺六寸二分。深十寸,积一百六十二寸,容 一斗。合、龠皆有文字。升居斛旁,合、龠在斛耳上。后有赞文,与今律历志同, 亦魏晋所常用。今粗疏王莽铜斛文字、尺、寸、分数,然不尽得升、合、勺之文 字。按:此术本周自相乘,以高乘之,十二而一,得此积。今还元,置此积,以 十二乘之,令高而一,即复本周自乘之数。凡物自乘,开方除之,复其本数。故 开方除之,即得也。
      淳风等按:依密率,以八十八乘之,为实。七乘囷高为法。实如法而一。开 方除之,即周也。〕
    --------------------------------------------------------------------------------
    律嘉量斛,直径=(根号2+0.0095)尺=1.423713562373尺=14.23713562373寸

    面积=1.62方尺,所以推算出刘歆制作律嘉量斛时,采用的圆周率=3.1969,偏差太多了!

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  30. 《卷六》



       ○均输(以御远近劳费)


    1: 今有均输粟,甲县一万户,行道八日;乙县九千五百户,行道十日;丙县一 万二千三百五十户,行道十三日;丁县一万二千二百户,行道二十日,各到输所。

      凡四县赋当输二十五万斛,用车一万乘。欲以道里远近、户数多少衰出之,问粟、 车各几何?答曰:甲县粟八万三千一百斛,车三千三百二十四乘。乙县粟六万三 千一百七十五斛,车二千五百二十七乘。丙县粟六万三千一百七十五斛,车二千 五百二十七乘。丁县粟四万五百五十斛,车一千六百二十二乘。
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    此题是均输,不考虑均粟。

    要使甲、乙、丙、丁四县各户分摊的运输费用一致,设甲乙丙丁各出x、y、z、s斛粟,有方程:

    8x/10000=10y/9500=13z/12350=20s/12200

    所以:x:y:z:s=125:95:95:61

    所以甲出:125x25/(125+95+95+61)=8.31万斛

    乙丙丁类推,答案略。


      术曰:令县户数各如其本行道日数而一,以为衰。
      〔按:此均输,犹均运也。令户率出车,以行道日数为均,发粟为输。据甲 行道八日,因使八户共出一车;乙行道十日,因使十户共出一车。计其在道,则 皆户一日出一车,故可为均平之率也。
      淳风等按:县户有多少之差,行道有远近之异。欲其均等,故各令行道日数 约户为衰。行道多者少其户,行道少者多其户。故各令约户为衰。以八日约除甲 县,得一百二十五,乙、丙各九十五,丁六十一。于今有术,副并为所有率。未 并者各为所求率,以赋粟车数为所有数,而今有之,各得车数。一旬除乙,十三 除丙,各得九十五;二旬除丁,得六十一也。〕 甲衰一百二十五,乙、丙衰各九十五,丁衰六十一,副并为法。以赋粟车数 乘未并者,各自为实。
      〔衰,分科率。〕 实如法得一车。
      〔各置所当出车,以其行道日数乘之,如户数而一,得率:户用车二日四十 七分日之三十一,故谓之均。求此户以率,当各计车之衰分也。〕 有分者,上下辈之。
      〔辈,配也。车、牛、人之数不可分裂,推少就多,均赋之宜。今按:甲分 既少,宜从于乙。满法除之,有余从丙。丁分又少,亦宜就丙。除之适尽。加乙、 丙各一,上下辈益,以少从多也。〕 以二十五斛乘车数,即粟数。



    2: 今有均输卒:甲县一千二百人,薄塞;乙县一千五百五十人,行道一日;丙 县一千二百八十人,行道二日;丁县九百九十人,行道三日;戊县一千七百五十 人,行道五日。凡五县赋输卒一月一千二百人。欲以远近、人数多少衰出之,问 县各几何?答曰:甲县二百二十九人。乙县二百八十六人。丙县二百二十八人。丁县一百七十一人。戊县二百八十六人。

      术曰:令县卒各如其居所及行道日数而一,以为衰。

      〔按:此亦以日数为均,发卒为输。甲无行道日,但以居所三十日为率。言 欲为均平之率者,当使甲三十人而出一人,乙三十一人而出一人。出一人者,计 役则皆一人一日,是以可为均平之率。〕 甲衰四,乙衰五,丙衰四,丁衰三,戊衰五,副并为法。以人数乘未并者各 自为实。实如法而一。
      〔为衰,于今有术,副并为所有率,未并者各为所求率,以赋卒人数为所有 数。此术以别,考则意同,以广异闻,故存之也。各置所当出人数,以其居所及 行道日数乘之,如县人数而一。得率:人役五日七分日之五。〕 有分者,上下辈之。
      〔辈,配也。今按:丁分最少,宜就戊除。不从乙者,丁近戊故也。满法除 之,有余从乙。丙分又少,亦就乙除,有余从甲。除之适尽。从甲、丙二分,其 数正等,二者于乙远近皆同,不以甲从乙者,方以下从上也。〕
    ----------------------------------------------------
    甲输卒的服役日数=30日,因为没有途中时间。
    乙=30+1=31日
    丙=30+2=32日
    丁=30+3=33日
    戊=30+5=35日

    设甲、乙、丙、丁、戊县各出:x、y、z、s、t人,有方程:
    30x/1200=31y/1550=32z/1280=33s/990=35t/1750
    化简得;x:y:z:s:t=40:50:40:30:50

    所以甲县出:40x1200/(40+50+40+30+50)=1600/7=228又4/7人
    其余各县类推,答案略。

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  31. 3: 今有均赋粟:甲县二万五百二十户,粟一斛二十钱,自输其县;乙县一万二 千三百一十二户,粟一斛一十钱,至输所二百里;丙县七千一百八十二户,粟一 斛一十二钱,至输所一百五十里;丁县一万三千三百三十八户,粟一斛一十七钱, 至输所二百五十里;戊县五千一百三十户,粟一斛一十三钱,至输所一百五十里。凡五县赋输粟一万斛。一车载二十五斛,与僦一里一钱。欲以县户赋粟,令费劳 等,问县各粟几何?

    答曰:甲县三千五百七十一斛二千八百七十三分斛之五百一 十七。乙县二千三百八十斛二千八百七十三分斛之二千二百六十。丙县一千三百 八十八斛二千八百七十三分斛之二千二百七十六。丁县一千七百一十九斛二千八 百七十三分斛之一千三百一十三。戊县九百三十九斛二千八百七十三分斛之二千 二百五十三。
    -----------------------------------------------------------------------------------------
    设甲乙丙丁戊五县各出粟为:x、y、z、s、t 斛,运输费用一斛一里=1/25钱

    甲一斛成本=20钱;

    乙一斛=10+200/25=18钱;

    丙=12+150/25=18钱;

    丁=17+250/25=27钱;

    戊=13+150/25=19钱

    有如下方程:

    20x/20520=18y/12312=18z/7182=27s/13338=19t/5130

    化简得:x;y:z:s:t=1026:684:399:494:270

    所以甲县出粟:1026x10000/(1026+684+399+494+270)=3571.18斛

    其余各县类推,答案略。
    -------------------------------------------------------------------------------------


      术曰:以一里僦价乘至输所里, 〔此以出钱为均也。问者曰:“一车载二十五斛,与僦一里一钱。”一钱, 即一里僦价也。以乘里数者,欲知僦一车到输所所用钱也。甲自输其县,则无取 僦价也。〕 以一车二十五斛除之, 〔欲知僦一斛所用钱。〕 加一斛粟价,则致一斛之费。

      〔加一斛之价于一斛僦直,即凡输粟取僦钱也:甲一斛之费二十,乙、丙各 十八,丁二十七,戊十九也。〕 各以约其户数,为衰。

      〔言使甲二十户共出一斛,乙、丙十八户共出一斛。计其所费,则皆户一钱, 故可为均赋之率也。计经赋之率,既有户算之率,亦有远近、贵贱之率。此二率 者,各自相与通。通则甲二十,乙十二,丙七,丁十三,戊五。一斛之费谓之钱 率。钱率约户率者,则钱为母,户为子。子不齐,令母互乘为齐,则衰也。若其 不然。以一斛之费约户数,取衰。并有分,当通分内子,约之,于算甚繁。此一 章皆相与通功共率,略相依似。以上二率、下一率亦可放此,从其简易而已。又 以分言之,使甲一户出二十分斛之一,乙一户出十八分斛之一,各以户数乘之, 亦可得一县凡所当输,俱为衰也。乘之者,乘其子,母报除之。以此观之,则以 一斛之费约户数者,其意不异矣。然则可置一斛之费而反衰之。约户,以乘户率 为衰也。合分注曰:“母除为率,率乘子为齐。”反衰注曰:“先同其母,各以 分母约,其子为反衰。”以施其率,为算既约,且不妨处下也。〕 甲衰一千二十六,乙衰六百八十四,丙衰三百九十九,丁衰四百九十四,戊 衰二百七十,副并为法。所赋粟乘未并者,各自为实。实如法得一。

      〔各置所当出粟,以其一斛之费乘之,如户数而一,得率:户出三钱二千八 百七十三分钱之一千三百八十一。按:此以出钱为均。问者曰:“一车载二十五 斛,与僦一里一钱。”一钱即一里僦价也。以乘里数者,欲知僦一车到输所用钱。

      甲自输其县,则无取僦之价。以一车二十五斛除之者,欲知僦一斛所用钱。加一 斛之价于一斛僦直,即凡输粟取僦钱:甲一斛之费二十,乙、丙各十八,丁二十 七,戊一十九。各以约其户,为衰:甲衰一千二十六,乙衰六百八十四,丙衰三 百九十九,丁衰四百九十四,戊衰二百七十。言使甲二十户共出一斛,乙、丙十 八户共出一斛。计其所费,则皆户一钱,故可为均赋之率也。于今有术,副并为 所有率,未并者各为所求率,赋粟一万斛为所有数。此今有、衰分之义也。〕





    4: 今有均赋粟:甲县四万二千算,粟一斛二十,自输其县;乙县三万四千二百 七十二算,粟一斛一十八,佣价一日一十钱,到输所七十里;丙县一万九千三百 二十八算,粟一斛一十六,佣价一日五钱,到输所一百四十里;丁县一万七千七 百算,粟一斛一十四,佣价一日五钱,到输所一百七十五里;戊县二万三千四十 算,粟一斛一十二,佣价一日五钱,到输所二百一十里;己县一万九千一百三十 六算,粟一斛一十,佣价一日五钱,到输所二百八十里。凡六县赋粟六万斛,皆 输甲县。六人共车,车载二十五斛,重车日行五十里,空车日行七十里,载输之 间各一日。粟有贵贱,佣各别价,以算出钱,令费劳等,问县各粟几何?答曰: 甲县一万八千九百四十七斛一百三十三分斛之四十九。乙县一万八百二十七斛一 百三十三分斛之九,丙县七千二百一十八斛一百三十三分斛之六。丁县六千七百 六十六斛一百三十三分斛之一百二十二。戊县九千二十二斛一百三十三分斛之七 十四。己县七千二百一十八斛一百三十三分斛之六。
    -------------------------------------------------------------------------------------
    设甲乙丙丁戊五县各出粟为:x、y、z、s、t :r斛,

    先求运输费用:

    “六人共车,车载二十五斛,重车日行五十里,空车日行七十里,载输之 间各一日。”
    --------------------------------------------------------------------------------
    甲运输费用=0

    乙运输费用:

    路程70里,重车行1.4日,空车1日,中间隔1日,共需3.4日,6人一车运输25斛粟,平均一斛粟运输费用为:5x3.4x6/25=8.16钱

    丙运输费用:

    路程140里,重车行2.8日,空车2日,中间隔1日,共需5.8日,6人一车运输25斛粟,平均一斛粟运输费用为:5x5.8x6/25=6.96钱

    丁运输费用:

    路程175里,重车行3.5日,空车2.5日,中间隔1日,共需7日,6人一车运输25斛粟,平均一斛粟运输费用为:5x7x6/25=8.4钱


    戊运输费用:

    路程210里,重车行4.2日,空车3日,中间隔1日,共需8.2日,6人一车运输25斛粟,平均一斛粟运输费用为:5x8.2x6/25=9.84钱

    己运输费用:

    路程280里,重车行5.6日,空车4日,中间隔1日,共需10.6日,6人一车运输25斛粟,平均一斛粟运输费用为:5x10.6x6/25=12.72钱


    有如下方程:

    20x/42000=(18+8.16)y/34272=(16+6.96)z/19328=(14+8.4)s/17700=(12+9.84)t/23040=(10+12.72)/19136

    化简得:x;y:z:s:t:r=2100:1310:842:790:1055:402

    所以甲县出粟:2100x60000/(2100+1310+842+790+1055+402)=19387.6斛

    其余各县类推,答案略。
    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


      术曰:以车程行空、重相乘为法,并空、重,以乘道里,各自为实,实如法 得一日。

      〔按:此术重往空还,一输再行道也。置空行一里用七十分日之一,重行一 里用五十分日之一。齐而同之,空、重行一里之路,往返用一百七十五分日之六。

      完言之者,一百七十五里之路,往返用六日也。故并空、重者,齐其子也;空、 重相乘者,同其母也。于今有术,至输所里为所有数,六为所求率,一百七十五 为所有率,而今有之,即各得输所用日也。〕 加载输各一日, 〔故得凡日也。〕 而以六人乘之, 〔欲知致一车用人也。〕 又以佣价乘之, 〔欲知致车人佣直几钱。〕 以二十五斛除之, 〔欲知致一斛之佣直也。〕 加一斛粟价,即致一斛之费。

      〔加一斛之价于致一斛之佣直,即凡输一斛粟取佣所用钱。〕 各以约其算数为衰, 〔今按:甲衰四十二,乙衰二十四,丙衰十六,丁衰十五,戊衰二十,己衰 十六。于今有术,副并为所有率,未并者各自为所求率,所赋粟为所有数。此今 有、衰分之义也。〕 副并为法,以所赋粟乘未并者,各自为实。实如法得一斛。

      〔各置所当出粟,以其一斛之费乘之,如算数而一,得率:算出九钱一百三 十三分钱之三。又载输之间各一日者,即二日也。〕
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  32. 5: 今有粟七斗,三人分舂之,一人为粝米,一人为粺米,一人为米, 令米数等。问取粟、为米各几何?答曰:粝米取粟二斗一百二十一分斗之一十。粺米取粟二斗一百二十一分斗之三十八。米取粟二斗一百二十一分斗之 七十三。为米各一斗六百五分斗之一百五十一。

      术曰:列置粝米三十,粺米二十七,米二十四,而反衰之。

      〔此先约三率:粝为十,粺为九,为八。欲令米等者,其取粟:粝 率十分之一,粺率九分之一,率八分之一。当齐其子,故曰反衰也。

      淳风等按:米有精粗之异,粟有多少之差。据率,粺、少而粝多; 用粟,则粺、多而粝少。米若依本率之分,粟当倍率,故今反衰之,使 精取多而粗得少。〕 副并为法。以七斗乘未并者,各自为取粟实。实如法得一斗。

      〔于今有术,副并为所有率,未并者各为所求率,粟七斗为所有数,而今有 之,故各得取粟也。〕 若求米等者,以本率各乘定所取粟为实,以粟率五十为法,实如法得一斗。

      〔若径求为米等数者,置粝米三,用粟五;粺米二十七,用粟五十; 米十二,用粟二十五。齐其粟,同其米,并齐为法。以七斗乘同为实。所得,即 为米斗数。〕
    ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设三人各取粟x、y、z升,有方程:

    30x/50=27y/50=24z/50

    化简得:x:y:z=1:10/9:10/8=72:80:90

    甲取粟=72x70/(72+80+90)=20.826升粟=12.5升粝米

    乙取粟=80x70升/(72+80+90)=23.140升粟=12.5升裨米

    丙取粟=90x70升/(72+80+90)=26.033升粟=12.5升米

    各为米12.5升。

    原答案错误!



    6: 今有人当禀粟二斛。仓无粟,欲与米一、菽二,以当所禀粟。问各几何?答 曰;米五斗一升七分升之三。菽一斛二升七分升之六。

      术曰:置米一、菽二,求为粟之数。并之,得三、九分之八,以为法。亦置 米一、菽二,而以粟二斛乘之,各自为实。实如法得一斛。

      〔淳风等按:置粟率五,乘米一,米率三除之,得一、三分之二,即是米一 之粟也;粟率十,以乘菽二,菽率九除之,得二、九分之二,即是菽二之粟也。

      并全,得三。齐子,并之,得二十四;同母,得二十七;约之,得九分之八。故 云“并之,得三、九分之八”。米一、菽二当粟三、九分之八,此其粟率也。于 今有术,米一、菽二皆为所求率,当粟三、九分之八,为所有率,粟二斛为所有 数。凡言率者,当相与。通之,则为米九、菽十八,当粟三十五也。亦有置米 一、菽二,求其为粟之率,以为列衰。副并为法,以粟乘列衰为实。所得即米一、 菽二所求粟也。以米、菽本率而今有之,即合所问。〕
    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设给米、菽各x、y升,有方程:

    x/y=1/2

    x/0.48+y/0.9=200升

    解得:x=46.45升;y=92.9升

    粟五十,米二十四,菽四十五。

    原答案错误。




    7: 今有取佣,负盐二斛,行一百里,与钱四十。今负盐一斛七斗三升少半升, 行八十里。问与钱几何?答曰:二十七钱一十五分钱之一十一。

      术曰:置盐二斛升数,以一百里乘之为法。

      〔按:此术以负盐二斛升数乘所行一百里,得二万里。是为负盐一升行二万 里,得钱四十。于今有术,为所有率。〕 以四十钱乘今负盐升数,又以八十里乘之,为实。实如法得一钱。

      〔以今负盐升数乘所行里,今负盐一升凡所行里也。于今有术以所有数,四 十钱为所求率也。衰分章“贷人千钱”与此同。〕
    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    每斛盐每里运费=40/100/2=0.2 钱

    所以费用=(1.73斛又1/3升)x80x0.2=27又11/15 钱





    8: 今有负笼重一石,行百步,五十返。今负笼重一石一十七斤,行七十六步, 问返几何?答曰:五十七返二千六百三分返之一千六百二十九。
    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设返为y,有方程:


    1石x100步x50返=(1又17/120)石x76步xy


    解得:y=57.6258 返??




    题目的大概原意是:一个人负重一石,行一百步,返回(空载)五十步,以此推算,去也是五十步,因为负重一石,所以算一百步,折算系数为2。

    以此为标准,负重越多,折算系数也越高,负重1又17/120石,折算系数应该是2x(137/120)/1=137/60

    所以返回=76/(137/60)=66.57步

    和原答案对不上。

    又或:一个人负重一石,行一百步,其中返回(空载)五十步,以此推算,去是五十步,往返系数为1。

    以此为标准,负重越多,往返系数也越高,负重1又17/120石,折算系数应该是:(137/120)/(y/(76-y))=1/1

    解得:y=40.5步,负重1又17/120石,去35.5步,返回40.5步,往返系数为137/120。负重越重,负重行程相对越短。

    原书的解题思路一头雾水,根本不合理!




      术曰:以今所行步数乘今笼重斤数,为法。

      〔此法谓负一斤一返所行之积步也。〕 故笼重斤数乘故步,又以返数乘之,为实。实如法得一返。
      〔按:此法,负一斤一返所行之积步;此实者一斤一日所行之积步。故以一 返之课除终日之程,即是返数也。
      淳风等按:此术,所行步多者得返少,所行步少者得返多。然则故所行者今 返率也。故令所得返乘今返之率,为实,而以故返之率为法,今有术也。按:此 负笼又有轻重,于是为术者因令重者得返少,轻者得返多。故又因其率以乘法、 实者,重今有之义也。然此意非也。按:此笼虽轻而行有限,笼过重则人力遗。
      力有遗而术无穷,人行有限而笼轻重不等。使其有限之力随彼无穷之变,故知此 术率乖理也。若故所行有空行返数,设以问者,当因其所负以为返率,则今返之 数可得而知也。假令空行一日六十里,负重一斛行四十里。减重一斗进二里半, 负重二斗以下与空行同。今负笼重六斗,往返行一百步,问返几何?答曰:一百 五十返。术曰:置重行率,加十里,以里法通之,为实。以一返之步为法。实如 法而一,即得也。〕
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  33. 9: 今有程传委输,空车日行七十里,重车日行五十里。今载太仓粟输上林,五 日三返,问太仓去上林几何?答曰:四十八里一十八分里之一十一 术曰:并空、重里数,以三返乘之,为法。令空、重相乘,又以五日乘之, 为实。实如法得一里。
    -------------------------------
    设距离为x里,三个往返用了五天,去为3x里,返也是3x里,有方程:

    3x/70+3x/50=5

    解得:x=1750/36=48又11/18 里




      〔此亦如上术。率:一百七十五里之路,往返用六日也。于今有术,则五日 为所有数,一百七十五里为所求率,六日为所有率。以此所得,则三返之路。今 求一返,当以三约之,因令乘法而并除也。为术亦可各置空、重行一里用日之率, 以为列衰,副并为法。以五日乘列衰为实。实如法,所得即各空、重行日数也。

      各以一日所行以乘,为凡日所行。三返约之,为上林去太仓之数。按:此术重往 空还,一输再还道。置空行一里用七十分日之一,重行一里用五十分日之一。齐 而同之,空、重行一里之路,往返用一百七十五分日之六。完言之者,一百七十 五里之路,往返用六日。故并空、重者,并齐也;空、重相乘者,同其母也。于 今有术,五日为所有数,一百七十五为所求率,六为所有率。以此所得,则三返 之路。今求一返者,当以三约之。故令乘法而并除,亦当约之也。〕
    ---------------------

    10: 今有络丝一斤为练丝一十二两,练丝一斤为青丝一斤一十二铢。今有青丝一 斤,问本络丝几何?答曰:一斤四两一十六铢三十三分铢之一十六。
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    1/((1又1/32斤)/1)/(12/16)=128/99 斤


      术曰:以练丝十二两乘青丝一斤一十二铢为法。以青丝一斤铢数乘练丝一斤 两数,又以络丝一斤乘,为实。实如法得一斤。
      〔按:练丝一斤为青丝一斤十二铢,此练率三百八十四,青率三百九十六也。

      又络丝一斤为练丝十二两,此络率十六,练率十二也。置今有青丝一斤,以练率 三百八十四乘之,为实。实如青丝率三百九十六而一。所得,青丝一斤,练丝之 数也。又以络率十六乘之,所得为实;以练率十二为法。所得,即练丝用络丝之 数也。是谓重今有也。虽各有率,不问中间。故令后实乘前实,后法乘前法而并 除也。故以练丝两数为实,青丝铢数为法。一曰:又置络丝一斤两数与练丝十 二两,约之,络得四,练得三。此其相与之率。又置练丝一斤铢数与青丝一斤一 十二铢,约之,练得三十二,青得三十三。亦其相与之率。齐其青丝、络丝,同 其二练,络得一百二十八,青得九十九,练得九十六,即三率悉通矣。今有青丝 一斤为所有数,络丝一百二十八为所求率,青丝九十九为所有率。为率之意犹此, 但不先约诸率耳。凡率错互不通者,皆积齐同用之。放此,虽四五转不异也。言 同其二练者,以明三率之相与通耳,于术无以异也。又一术:今有青丝一斤铢 数乘练丝一斤两数,为实;以青丝一斤一十二铢为法。所得,即用练丝两数。以 络丝一斤乘所得为实,以练丝十二两为法,所得,即用络丝斤数也。〕
    --------------

    11:今有恶粟二十斗,舂之,得粝米九斗。今欲求粺米一十斗,问恶粟几何? 答曰:二十四斗六升八十一分升之七十四。
    --------------
    粟五十,粝米三十,裨米二十七

    恶粟20斗=9斗粝米=8.1斗裨米,每斗恶粟得裨米=8.1/20=0.405斗

    所以:10/(0.405)=200/8.1=24又56/81 升

    原答案错误。



      术曰:置粝米九斗,以九乘之,为法。亦置粺米十斗,以十乘之,又以恶 粟二十斗乘之,为实。实如法得一斗。

      〔按:此术置今有求粺米十斗,以粝米率十乘之,如粺率九而一,即 粺化为粝,又以恶粟率二十乘之,如粝率九而一,即粝亦化为恶粟矣。此亦重 今有之义。为术之意犹络丝也。虽各有率,不问中间。故令后实乘前实,后法乘 前法而并除之也。〕
    ----------

    12:今有善行者行一百步,不善行者行六十步。今不善行者先行一百步,善行者 追之。问几何步及之?答曰:二百五十步。

      术曰:置善行者一百步,减不善行者六十步,余四十步,以为法。以善行者 之一百步乘不善行者先行一百步,为实。实如法得一步。

      〔按:此术以六十步减一百步,余四十步,即不善行者先行率也;善行者行 一百步,追及率。约之,追及率得五,先行率得二。于今有术,不善行者先行一 百步为所有数,五为所求率,二为所有率,而今有之,得追及步也。〕
    -------------
    应该是善行者每分钟行100步,不善行者每分钟行60步,距离不是速度!

    假如时间为分钟(或为t,一样),有:100/(100-60)=2.5分钟

    距离为:100x2.5=250步



    13: 今有不善行者先行一十里,善行者追之一百里,先至不善行者二十里。问善 行者几何里及之?答曰:三十三里少半里。

      术曰:置不善行者先行一十里,以善行者先至二十里增之,以为法。以不善 行者先行一十里乘善行者一百里,为实。实如法得一里。

      〔按:此术不善行者既先行一十里,后不及二十里,并之,得三十里也,谓 之先行率。善行者一百里为追及率。约之,先行率得三,三为所有率,而今有之, 即得也。其意如上术也。〕
    -----------------------
    善行者追一百里追上不善行者三十里,十里的距离是在100/3里处追上。


    14:今有兔先走一百步,犬追之二百五十步,不及三十步而止。问犬不止,复行 几何步及之?答曰:一百七步七分步之一。

      术曰:置兔先走一百步,以犬走不及三十步减之,余为法。以不及三十步乘 犬追步数为实。实如法得一步。
      〔按:此术以不及三十步减先走一百步,余七十步,为兔先走率。犬行二百 五十步为追及率。约之,先走率得七,追及率得二十五。于今有术,不及三十步 为所有数,二十五为所求率,七为所有率,而今有之,即得也。〕
    ------------
    犬追250步,追上70步,以此推算,剩下30步需要250x30/70=750/7=107又1/7 步

    15: 今有人持金十二斤出关,关税之,十分而取一。今关取金二斤,偿钱五千。 问金一斤值钱几何?答曰:六千二百五十。
    -------------
    12斤需付关税1.2斤,取金2斤,多取了0.8斤,偿钱5000,所以:

    金一斤=5000/0.8=6250

    黄金一斤直钱十万,一两=6250钱,这里,金十二斤应为“金十二两”,才切合实际。



       术曰:以一十乘二斤,以十二斤减之,余为法。以一十乘五千为实。实如法 得一钱。

      〔按:此术置十二斤,以一乘之,十而一,得一斤五分斤之一,即所当税者 也。减二斤,余即关取盈金。以盈除所偿钱,即金值也。今术既以十二斤为所税, 则是以十为母,故以十乘二斤及所偿钱,通其率。于今有术,五千钱为所有数, 十为所求率,八为所有率,而今有之,即得也。〕
    ---------------------------------------------------------------

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  34. 16: 今有客马,日行三百里。客去忘持衣。日已三分之一,主人乃觉。持衣追及, 与之而还;至家视日四分之三。问主人马不休,日行几何?答曰:七百八十里。
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设主人马日行x里,客人马日行300里,先走三分之一日,距离为100里,主人回来时是3/4日,追上客人时用时(3/4-1/3)/2=5/24日,有方程:

    (5/24)x-300x(5/24)=100

    解得:x=32.5x24= 780 里




      术曰:置四分日之三,除三分日之一, 〔按:此术“置四分日之三,除三分日之一”者,除,其减也。减之余,有 十二分之五,即是主人追客还用日率也。〕 半其余,以为法。

      〔去其还,存其往。率之者,子不可半,故倍母,二十四分之五。是为主人 与客均行用日之率也。〕 副置法,增三分日之一。

      〔法二十四分之五者,主人往追用日之分也。三分之一者,客去主人未觉之 前独行用日之分也。并连此数,得二十四分日之十三,则主人追及前用日之分也。

      是为客用日率也。然则主人用日率者,客马行率也;客用日率者,主人马行率也。

      母同则子齐,是为客马行率五,主人马行率十三。于今有术,三百里为所有数, 十三为所求率,五为所有率,而今有之,即得也。〕 以三百里乘之,为实。实如法,得主人马一日行。

      〔欲知主人追客所行里者,以三百里乘客用日分子十三,以母二十四而一, 得一百六十二里半。以此乘客马与主人均行日分母二十四,如客马与主人均行用 日分子五而一,亦得主人马一日行七百八十里也。〕
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------





    17:今有金棰,长五尺,斩本一尺,重四斤;斩末一尺,重二斤。问次一尺各重 几何?答曰:末一尺重二斤。次一尺重二斤八两。次一尺重三斤。次一尺重三斤 八两。次一尺重四斤。
    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设金锤的重量为等比例,第1尺=4斤重,第5尺=2斤重,所以每尺减重半斤,

    以此推算,第2尺重3.5斤,第3尺重3斤,第4尺重2.5斤。




      术曰:令末重减本重,余,即差率也。又置本重,以四间乘之,为下第一衰。

      副置,以差率减之,每尺各自为衰。

      〔按:此术五尺有四间者,有四差也。今本末相减,余即四差之凡数也。以 四约之,即得每尺之差。以差数减本重,余即次尺之重也。为术所置,如是而已。

      今此率以四为母,故令母乘本为衰,通其率也。亦可置末重,以四间乘之,为上 第一衰。以差重率加之,为次下衰也。〕 副置下第一衰,以为法。以本重四斤遍乘列衰,各自为实。实如法得一斤。
      〔以下第一衰为法,以本重乘其分母之数,而又反此率乘本重,为实。一乘 一除,势无损益,故惟本存焉。众衰相推为率,则其余可知也。亦可副置末衰为 法,而以末重二斤乘列衰为实。此虽迂回,然是其旧。故就新而言之也。〕
    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------




    18: 今有五人分五钱,令上二人所得与下三人等,问各得几何?答曰:甲得一钱 六分钱之二。乙得一钱六分钱之一。丙得一钱。丁得六分钱之五。戊得六分钱之 四。
    -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    因为是级差数列,设级差为x,最后一人得钱y,所以有方程组:

    5y+x+2x+3x+4x=5y+10x=5

    2y+3x+4x=2y+7x=3y+x+2x=3y+3x

    解得:x=1/6;y=2/3



      术曰:置钱,锥行衰。

      〔按:此术“锥行”者,谓如立锥:初一、次二、次三、次四、次五,各均, 为一列者也。〕 并上二人为九,并下三人为六。六少于九,三。

      〔数不得等,但以五、四、三、二、一为率也。〕 以三均加焉,副并为法。以所分钱乘未并者,各自为实。实如法得一钱。

      〔此问者,令上二人与下三人等,上、下部差一人,其差三。均加上部,则 得二三;均加下部,则得三三。下部犹差一人,差得三,以通于本率,即上、下 部等也。于今有术,副并为所有率,未并者各为所求率,五钱为所有数,而今有 之,即得等耳。假令七人分七钱,欲令上二人与下五人等,则上、下部差三人。

      并上部为十三,下部为十五。下多上少,下不足减上。当以上、下部列差而后均 减,乃合所问耳。此可仿下术:令上二人分二钱半为上率,令下三人分二钱半为 下率。上、下二率以少减多,余为实。置二人、三人,各半之,减五人,余为法。

      实如法得一钱,即衰相去也。下衰率六分之五者,丁所得钱数也。〕
    -----------------------

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  35. 19: 今有竹九节,下三节容四升,上四节容三升。问中间二节欲均容,各多少? 答曰:下初一升六十六分升之二十九。次一升六十六分升之二十二。次一升六十 六分升之一十五。次一升六十六分升之八。次一升六十六分升之一。次六十六分 升之六十。次六十六分升之五十三。次六十六分升之四十六。次六十六分升之三 十九。
    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    此竹容积为等差数列,设级差为x,最上一节容积为y升,有方程组:

    4y+x+2x+3x=4y+6x=3升

    3y+6x+7x+8x=3y+21x=4升

    解得:x=7/66 升;y=75/132 升

    原答案y=39/66,错误。



      术曰:以下三节分四升为下率,以上四节分三升为上率。

      〔此二率者,各其平率也。〕 上、下率以少减多,余为实。

      〔按:此上、下节各分所容为率者,各其平率。上、下以少减多者,余为中 间五节半之凡差,故以为实也。〕 置四节、三节,各半之,以减九节,余为法。实如法得一升。即衰相去也。

      〔按此术法者,上下节所容已定之节,中间相去节数也;实者,中间五节半 之凡差也。故实如法而一,则每节之差也。〕 下率一升少半升者,下第二节容也。

      〔一升少半升者,下三节通分四升之平率。平率即为中分节之容也。〕
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------





    20: 今有凫起南海,七日至北海;雁起北海,九日至南海。今凫、雁俱起,问何 日相逢?答曰:三日十六分日之十五。
    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    凫每日速度为s/7,雁每日速度为s/9,所以时间为:

    s/(1/7+1/9)s=63/16=3 又15/16 日



      术曰:并日数为法,日数相乘为实,实如法得一日。

      〔按:此术置凫七日一至,雁九日一至。齐其至,同其日,定六十三日凫九 至,雁七至。今凫、雁俱起而问相逢者,是为共至。并齐以除同,即得相逢日。

      故“并日数为法”者,并齐之意;“日数相乘为实”者,犹以同为实也。一曰: 凫飞日行七分至之一,雁飞日行九分至之一。齐而同之,凫飞定日行六十三分至 之九,雁飞定日行六十三分至之七。是为南北海相去六十三分,凫日行九分,雁 日行七分也。并凫、雁一日所行,以除南北相去,而得相逢日也。〕
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------




    21:今有甲发长安,五日至齐;乙发齐,七日至长安。今乙发已先二日,甲乃发 长安,问几何日相逢?答曰:二日十二分日之一。
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设距离为s,甲速度为每日s/5,乙速度为s/7,所以时间为:

    (s-2s/7)/(1/5+1/7)s=25/12=2又1/12 日


      术曰:并五日、七日,以为法。

      〔按:此术“并五日、七日为法”者,犹并齐为法。置甲五日一至,乙七日 一至。齐而同之,定三十五日甲七至,乙五至。并之为十二至者,用三十五日也。

      谓甲、乙与发之率耳。然则日化为至,当除日,故以为法也。〕 以乙先发二日减七日, 〔“减七日”者,言甲、乙俱发,今以发为始发之端,于本道里则余分也。〕 也。

      余,以乘甲日数为实。

      〔七者,长安去齐之率也;五者,后发相去之率也。今问后发,故舍七用五。

      以乘甲五日,为二十五日。言甲七至,乙五至,更相去,用此二十五日也。

      实如法得一日。

      〔一日甲行五分至之一,乙行七分至之一。齐而同之,甲定日行三十五分至 之七,乙定日行三十五分至之五。是为齐去长安三十五分,甲日行七分,乙日行 五分也。今乙先行发二日,已行十分,余,相去二十五分。故减乙二日,余,令 相乘,为二十五分。〕
    -----------------------------

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  36. 22: 今有一人一日为牝瓦三十八枚,一人一日为牡瓦七十六枚。今令一人一日作 瓦,牝、牡相半,问成瓦几何?答曰:二十五枚少半枚。

      术曰:并牝、牡为法,牝、牡相乘为实,实如法得一枚。

      〔此意亦与凫雁同术。牝、牡瓦相并,犹如凫、雁日飞相并也。按:此术 “并牝、牡为法”者,并齐之意;“牝、牡相乘为实”者,犹以同为实也。故实 如法,即得也。〕
    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设成瓦为x,有方程

    x/2/38+x/2/76=1日

    解得:x=152/3=50又2/3 ,这是总数。

    各半=25又1/3




    23: 今有一人一日矫矢五十,一人一日羽矢三十,一人一日摐矢十五。今令一人 一日自矫、羽、摐,问成矢几何?答曰:八矢少半矢。

      术曰:矫矢五十,用徒一人;羽矢五十,用徒一人太半人;摐矢五十,用徒 三人少半人。并之,得六人,以为法。以五十矢为实。实如法得一矢。

      〔按:此术言成矢五十,用徒六人,一日工也。此同工其作,犹凫、雁共至 之类,亦以同为实,并齐为法。可令矢互乘一人为齐,矢相乘为同。今先令同于 五十矢。矢同则徒齐,其归一也。——以此术为凫雁者,当雁飞九日而一至,凫 飞九日而一至七分至之二。并之,得二至七分至之二,以为法。以九日为实。— —实如法而一,得一人日成矢之数也。〕
    ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设一人每日制矢为x,有方程:

    x/50+x/30+x/15=1

    解得:x= 75/9=8又1/3






    24: 今有假田,初假之岁三亩一钱,明年四亩一钱,后年五亩一钱。凡三岁得一 百。问田几何?答曰:一顷二十七亩四十七分亩之三十一。

      术曰:置亩数及钱数。令亩数互乘钱数,并,以为法。亩数相乘,又以百钱 乘之,为实。实如法得一亩。

      〔按:此术令亩互乘钱者,齐其钱;亩数相乘者,同其亩。同于六十,则初 假之岁得钱二十,明年得钱十五,后年得钱十二也。凡三岁得钱一百,为所有数, 同亩为所求率,四十七钱为所有率,今有之,即得也。齐其钱,同其亩,亦如凫 雁术也。于今有术,百钱为所有数,同亩为所求率,并齐为所有率。

      淳风等按:假田六十亩,初岁得钱二十,明年得钱十五,后年得钱十二。

      并之,得钱四十七。是为得田六十亩,三岁所假。于今有术,百钱为所有数,六 十亩为所求率,四十七为所有率,而今有之,即合问也。〕
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    设田x亩,有方程:

    x/3+x/4+x/5=100

    解得:x=6000/47=127又31/47 亩






    25: 今有程耕,一人一日发七亩,一人一日耕三亩,一人一日耰种五亩。今令一 人一日自发、耕、耰种之,问治田几何?答曰:一亩一百一十四步七十一分步之 六十六。

      术曰:置发、耕、耰亩数,令互乘人数,并,以为法。亩数相乘为实。实如 法得一亩。

      〔此犹凫雁术也。

      淳风等按:此术亦发、耕、耰种亩数互乘人者,齐其人;亩数相乘者,同 其亩。故并齐为法,以同为实。计田一百五亩,发用十五人,耕用三十五人,种 用二十一人。并之,得七十一工。治得一百五亩,故以为实。而一人一日所治, 故以人数为法除之,即得也。〕
    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设亩数为x,有方程:

    x/7+x/3+x/5=1 日

    解得:x=105/71=1又34/71 亩






    26:今有池,五渠注之。其一渠开之,少半日一满,次一日一满,次二日半一满, 次三日一满,次五日一满。今皆决之,问几何日满池?答曰:七十四分日之十五。

      术曰:各置渠一日满池之数,并,以为法。

      〔按:此术其一渠少半日满者,是一日三满也;次一日一满;次二日半满者, 是一日五分满之二也;次三日满者,是一日三分满之一也;次五日满者,是一日 五分满之一也。并之,得四满十五分满之十四也。〕 以一日为实,实如法得一日。

      〔此犹矫矢之术也。先令同于一日,日同则满齐。自凫雁至此,其为同齐有 二术焉,可随率宜也。〕 其一术:各置日数及满数。

      〔其一渠少半日满者,是一日三满也;次一日一满;次二日半满者,是五日 二满;次三日一满,次五日一满。此谓之列置日数及满数也。〕
    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    1/(3+1+2/5+1/3+1/5)=15/74 日



    令日互相乘满,并,以为法。日数相乘为实。实如法得一日。

      〔亦如凫雁术也。按:此其一渠少半日满池者,是一日三满池也;次一日一 满;次二日半满者,是五日再满;次三日一满;次五日一满。此谓列置日数于右 行,及满数于左行。以日互乘满者,齐其满;日数相乘者,同其日。满齐而日同, 故并齐以除同,即得也。〕
    ----------------------

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  37. 27: 今有人持米出三关,外关三而取一,中关五而取一,内关七而取一,余米五 斗。问本持米几何?答曰:十斗九升八分升之三。
    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设原有米x斗,有方程:

    (2/3)(4/5)(6/7)x=5

    解得:x=525/48=10又15/16 斗



      术曰:置米五斗,以所税者三之,五之,七之,为实。以余不税者二、四、 六相互乘为法。实如法得一斗。

      〔此亦重今有也。所税者,谓今所当税之。定三、五、七皆为所求率,二、 四、六皆为所有率。置今有余米五斗,以七乘之,六而一,即内关未税之本米也。

      又以五乘之,四而一,即中关未税之本米也。又以三乘之,二而一,即外关未税 之本米也。今从末求本,不问中间,故令中率转相乘而同之,亦如络丝术。

      又一术:外关三而取一,则其余本米三分之二也。求外关所税之余,则当置 一,二分乘之,三而一。欲知中关,以四乘之,五而一。欲知内关,以六乘之, 七而一。凡余分者,乘其母、子:以三、五、七相乘得一百五,为分母;二、四、 六相乘,得四十八,为分子。约而言之,则是余米于本所持三十五分之十六也。

      于今有术,余米五斗为所有数,分母三十五为所求率,分子十六为所有率也。〕
    ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------




    28: 今有人持金出五关,前关二而税一,次关三而税一,次关四而税一,次关五 而税一,次关六而税一。并五关所税,适重一斤。问本持金几何?答曰:一斤三 两四铢五分铢之四。

      术曰:置一斤,通所税者以乘之,为实。亦通其不税者,以减所通,余为法。

      实如法得一斤。

      〔此意犹上术也。“置一斤,通所税者”,谓令二、三、四、五、六相乘, 为分母,七百二十也。“通其所不税者”,谓令所税之余一、二、三、四、五相 乘,为分子,一百二十也。约而言之,是为余金于本所持六分之一也。以子减母, 凡五关所税六分之五也。于今有术,所税一斤为所有数,分母六为所求率,分子 五为所有率。此亦重今有之义。又虽各有率,不问中间,故令中率转相乘而连除 之,即得也。置一以为持金之本率,以税率乘之、除之,则其率亦成积分也。〕
    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设本金为x斤,第一关纳税为x/2斤,第二关纳税为1/6斤,第三关纳税为x/12斤,第四关纳税为x/20斤,第五关纳税为x/30斤,

    有方程:(1/2+1/6+1/12+1/20+1/30)x=1 斤

    解得:x=1.2斤

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  38. 《卷七》



       ○盈不足(以御隐杂互见)



    1: 今有共买物,人出八,盈三;人出七,不足四。问人数、物价各几何?答曰: 七人。物价五十三。
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    8x-3=7x+4,求得x=7人,价53,以下题目道理类同。





    2: 今有共买鸡,人出九,盈一十一;人出六,不足十六。问人数、鸡价各几何? 答曰:九人。鸡价七十。
    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    9x-11=6x+16,求得x=9 人,一只鸡70钱,大约就是当时的物价。





    3: 今有共买琎,人出半,盈四;人出少半,不足三。问人数、琎价各几何?答 曰:四十二人。琎价十七。
      〔注云“若两设有分者,齐其子,同其母”,此问两设俱见零分,故齐其子, 同其母。又云“令下维乘上。讫,以同约之”,不可约,故以乘,同之。〕
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    (1/2)x-4=(1/3)x+3,求得x= 42人,琎价=17。

    琎是一种像玉的石头。




    4: 今有共买牛,七家共出一百九十,不足三百三十;九家共出二百七十,盈三 十。问家数、牛价各几何?答曰:一百二十六家。牛价三千七百五十。

      〔按:此术并盈不足者,为众家之差,故以为实。置所出率,各以家数除之, 各得一家所出率。以少减多者,得一家之差。以除,即家数。以出率乘之,减盈, 故得牛价也。〕 术曰:置所出率,盈不足各居其下。令维乘所出率,并,以为实。并盈、不 足,为法。实如法而一。
      〔按:盈者,谓朓;不足者,谓之朒;所出率谓之假令。盈、朒维乘两 设者,欲为同齐之意。据“共买物,人出八,盈三;人出七,不足四”,齐其假 令,同其盈、朒,盈、朒俱十二。通计齐则不盈不朒之正数,故可并之为 实,并盈、不足为法。齐之三十二者,是四假令,有盈十二;齐之二十一者,是 三假令,亦朒十二;并七假令合为一实,故并三、四为法。〕 有分者通之。

    〔若两设有分者,齐其子,同其母。令下维乘上,讫,以同约之。〕 盈不足相与同其买物者,置所出率,以少减多,余,以约法、实。实为物价, 法为人数。
      〔“所出率以少减多”者,余,谓之设差,以为少设。则并盈、朒,是为 定实。故以少设约定实,则法,为人数;适足之实故为物价。盈朒当与少设相 通。不可遍约,亦当分母乘,设差为约法、实。〕 其一术曰:并盈、不足为实。以所出率,以少减多,余为法。实如法得一人。
      以所出率乘之,减盈、增不足,即物价。
      〔此术意谓盈不足为众人之差。以所出率以少减多,余为一人之差。以一人 之差约众人之差,故得人数也。〕
    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设家数为x,有方程:

    (x/7)190+330=(x/9)270-30,求得x=126 家,牛价=3750

    这大约也是当时的牛价,牛价很贵,远远高过羊,主要是因为牛是用来拉车、耕地的工具,不是肉类的来源。



      
    5: 今有共买金,人出四百,盈三千四百;人出三百,盈一百。问人数、金价各 几何?答曰:三十三人。金价九千八百。
    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设人数为x,有方程:

    400x-3400=300x-100,求得x=33 人,金价=9800

    这里的金价应该是一两黄金,因为前文提到,黄金一斤价值十万钱,一两黄金=6250钱,与这里的9800钱相差一半,这是正常的价格波动范围。



    6: 今有共买羊,人出五,不足四十五;人出七,不足三。问人数、羊价各几何? 答曰:二十一人。羊价一百五十。

      术曰:置所出率,盈、不足各居其下。令维乘所出率,以少减多,余为实。
      两盈、两不足以少减多,余为法。实如法而一。有分者,通之。两盈两不足相与 同其买物者,置所出率,以少减多,余,以约法、实。实为物价,法为人数。
      〔按:此术两不足者,两设皆不足于正数。其所以变化,犹两盈。而或有势 同而情违者。当其为实,俱令不足维乘相减,则遗其所不足焉。故其余所以为实 者,无朒数以损焉。盖出而有余,两盈。两设皆逾于正数。假令与共买物,人 出八,盈三;人出九,盈十。齐其假令,同其两盈。两盈俱三十。举齐则兼去。
      其余所以为实者,无盈数。两盈以少减多,余为法。齐之八十者,是十假令;而 凡盈三十者,是十,以三之;齐之二十七者,是三假令;而凡盈三十者,是三, 以十之。今假令两盈共十、三,以三减十,余七,为一实。故令以三减十,余七 为法。所出率以少减多,余谓之设差。因设差为少设,则两盈之差是为定实。故 以少设约法得人数,约实即得金数。〕 其一术曰:置所出率,以少减多,余为法。两盈、两不足以少减多,余为实。
      实如法而一,得人数。以所出率乘之,减盈、增不足,即物价。
      〔“置所出率,以少减多”,得一人之差。两盈、两不足相减,为众人之差。
      故以一人之差除之,得人数。以所出率乘之,减盈、增不足,即物价。〕
    ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设人数为x,有方程:

    5x+45=7x+3

    解得:x=21 人,羊价=150

    一只羊150钱,一只鸡70钱,一头牛3750钱,反映出当时的物价。一只羊=2只鸡的比价,与现在大大的不同。

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  39. 7: 今有共买犬,人出五,不足九十;人出五十,适足。问人数、犬价各几何? 答曰:二人。犬价一百。
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    设人数为x,有方程:

    5x+90=50x

    求得:x=2, 犬价=100

    一只狗100钱,古时的狗一般是作为食物购买,价格低于羊,大致等于一只半鸡,也和现在的价格不同。




    8: 今有共买豕,人出一百,盈一百;人出九十,适足。问人数、豕价各几何? 答曰:一十人。豕价九百。

      术曰:以盈及不足之数为实。置所出率,以少减多,余为法。实如法得一人。
      其求物价者,以适足乘人数,得物价。
      〔此术意谓以所出率,以少减多者,余是一人不足之差。不足数为众人之差。
      以一人差约之,故得人之数也。以盈及不足数为实者,数单见,即众人差,故以 为实。所出率以少减多,即一人差,故以为法。以除众人差,得人数。以适足乘 人数,即得物价也。〕
    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设人数为x,有方程:

    100x-100=90x

    解得:x=10 人,猪价=900

    一只猪要900钱,抵得上6只羊,9只狗,13只鸡,1/4只牛的价钱。

    显然,古时候,猪肉是一种昂贵的食品,牛羊狗肉就便宜得多,水浒里,酒店里普遍出售牛羊肉,道理大约就是如此。




    9: 今有米在十斗桶中,不知其数。满中添粟而舂之,得米七斗。问故米几何? 答曰:二斗五升。

      术曰:以盈不足术求之。假令故米二斗,不足二升;令之三斗,有余二升。
      〔按:桶受一斛,若使故米二斗,须添粟八斗以满之。八斗得粝米四斗八升, 课于七斗,是为不足二升。若使故米三斗,须添粟七斗以满之。七斗得粝米四斗 二升,课于七斗,是为有余二升。以盈不足维乘假令之数者,欲为齐同之意。为 齐同者,齐其假令,同其盈朒。通计齐即不盈不朒之正数,故可以并之为实, 并盈、不足为法。实如法,即得故米斗数,乃不盈不朒之正数也。〕
    ------------------------------------------------------------------------------
    设米数为x斗,有方程:

    x+(10-x)x0.6=7

    解得:x=2.5 斗

    “满中添粟而舂之”是要把桶装满。



    10: 今有垣高九尺。瓜生其上,蔓日长七寸;瓠生其下,蔓日长一尺。问几何日 相逢?瓜、瓠各长几何?答曰:五日十七分日之五。瓜长三尺七寸一十七分寸之 一。瓠长五尺二寸一十七分寸之一十六。

      术曰:假令五日,不足五寸;令之六日,有余一尺二寸。
      〔按:“假令五日,不足五寸”者,瓜生五日,下垂蔓三尺五寸;瓠生五日, 上延蔓五尺;课于九尺之垣,是为不足五寸。“令之六日,有余一尺二寸”者, 若使瓜生六日,下垂蔓四尺二寸;瓠生六日,上延蔓六尺;课于九尺之垣,是为 有余一尺二寸。以盈、不足维乘假令之数者,欲为齐同之意。齐其假令,同其盈 朒。通计齐即不盈不朒之正数,故可并以为实,并盈、不足为法。实如法而 一,即设差不盈不朒之正数,即得日数。以瓜、瓠一日之长乘之,故各得其长 之数也。〕
    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    9/(1.7)=5又5/17 日

    瓜长63/17 尺,蔓长90/17 尺。



    11: 今有蒲生一日,长三尺;莞生一日,长一尺。蒲生日自半,莞生日自倍。问 几何日而长等?答曰:二日十三分日之六。各长四尺八寸一十三分寸之六。

       术曰:假令二日,不足一尺五寸;令之三日,有余一尺七寸半。
      〔按:“假令二日,不足一尺五寸”者,蒲生二日,长四尺五寸;莞生二日, 长三尺;是为未相及一尺五寸,故曰不足。“令之三日,有余一尺七寸半”者, 蒲增前七寸半,莞增前四尺,是为过一尺七寸半,故曰有余。以盈不足乘除之。
      又以后一日所长各乘日分子,如日分母而一者,各得日分子之长也。故各增二日 定长,即得其数。〕
    -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    蒲每日生长速度为:3,3/2,3/4,...尺,莞每日生长速度为:1,2,4,..尺

    2日时,蒲长度=4.5尺,莞长度=3尺;

    3日时,蒲长度=5.25 尺,莞长度=7尺,显然,莞长度追上蒲的时间在2-3日间。

    第三日开始,蒲的生长速度是3/8,长度=4.5尺,莞的生长速度是4尺,长度=3尺

    由此可见:(4.5-3)/(4-3/8)=12/29 日

    因此,经过2又12/29 日,莞的长度追上蒲。

    原答案 2又6/13日不对。



    12 :今有醇酒一斗,直钱五十;行酒一斗,直钱一十。今将钱三十,得酒二斗。
       问醇、行酒各得几何?答曰:醇酒二升半。行洒一斗七升半。

      术曰:假令醇酒五升,行酒一斗五升,有余一十;令之醇酒二升,行酒一斗 八升,不足二。
      〔据醇酒五升,直钱二十五;行酒一斗五升,直钱一十五;课于三十,是为 有余十。据醇酒二升,直钱一十;行酒一斗八升,直钱一十八;课于三十,是为 不足二。以盈不足术求之。此问已有重设及其齐同之意也。〕 今有大器五,小器一,容三斛;大器一,小器五,容二斛。问大、小器各容 几何?答曰:大器容二十四分斛之十三。小器容二十四分斛之七。
      术曰:假令大器五斗,小器亦五斗,盈一十斗;令之大器五斗五升,小器二 斗五升,不足二斗。
      〔按:大器容五斗,大器五容二斛五斗。以减三斛,余五斗,即小器一所容。
      故曰“小器亦五斗”。小器五容二斛五斗,大器一,合为三斛。课于两斛,乃多 十斗。令之大器五斗五升,大器五合容二斛七斗五升。以减三斛,余二斗五升, 即小器一所容。故曰小器二斗五升”。大器一容五斗五升,小器五合容一斛二斗 五升,合为一斛八斗。课于二斛,少二斗。故曰“不足二斗”。以盈不足维乘, 除之。〕
    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设醇酒、行酒各x、y升,有方程:

    x+y=2

    50x+10y=30

    解得:x=1/4,y=1又3/4


    醇酒一斗=2000毫升,价50钱,可买5/7只鸡,1/3只羊,1/2只狗。
    行酒一斗=10钱,便宜得多,味道自然也淡薄得多。

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  40. 13:今有漆三得油四,油四和漆五。今有漆三斗,欲令分以易油,还自和余漆。
      问出漆、得油、和漆各几何?答曰:出漆一斗一升四分升之一。得油一斗五升。
      和漆一斗八升四分升之三。

      术曰:假令出漆九升,不足六升;令之出漆一斗二升,有余二升。
      〔按:此术三斗之漆,出九升,得油一斗二升,可和漆一斗五升,余有二斗 一升,则六升无油可和,故曰“不足六升”。令之出漆一斗二升,则易得油一斗 六升,可和漆二斗。于三斗之中已出一斗二升,余有一斗八升。见在油合和得漆 二斗,则是有余二升。以盈、不足维乘之,为实。并盈、不足为法。实如法而一, 得出漆升数。求油及和漆者,四、五各为所求率,三、四各为所有率,而今有之, 即得也。〕
    -----------------------------------------------------------------------------------
    漆:油的价格比是3:4,油和漆的比例是4:5,4份油和5份漆混合。

    今有漆三斗,要合成油漆,设出漆换油数为x斗,有方程:

    (4/3)x/(3-x)=4/5

    解得:x=9/8斗,换得油3/2斗油,和漆15/8 斗




    14:今有玉方一寸,重七两;石方一寸,重六两。今有石立方三寸,中有玉,并 重十一斤。问玉、石重各几何?答曰:玉一十四寸,重六斤二两。石一十三寸, 重四斤一十四两。

      术曰:假令皆玉,多十三两;令之皆石,不足一十四两。不足为玉,多为石。
      各以一寸之重乘之,得玉、石之积重。
      〔立方三寸是一面之方,计积二十七寸。玉方一寸重七两,石方一寸重六两, 是为玉、石重差一两。假令皆玉,合有一百八十九两。课于一十一斤,有余一十 三两。玉重而石轻,故有此多。即二十七寸之中有十三寸,寸损一两,则以为石 重,故言多为石。言多之数出于石以为玉。假令皆石,合有一百六十二两。课于 十一斤,少十四两,故曰不足。此不足即以重为轻。故令减少数于并重,即二十 七寸之中有十四寸,寸增一两也。〕
    ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    玉石方寸,重7两的比重是合理的,前面11两之说错误。

    石方寸重6两又不对,3两差不多。

    设玉、石体积各为x、y方寸,有方程:

    7x+6y=176(两)

    x+y=27

    解得:x=14寸,y=13寸




    15:今有善田一亩,价三百;恶田七亩,价五百。今并买一顷,价钱一万。问善、 恶田各几何?答曰:善田一十二亩半。恶田八十七亩半。

      术曰:假令善田二十亩,恶田八十亩,多一千七百一十四钱七分钱之二;令 之善田一十亩,恶田九十亩,不足五百七十一钱七分钱之三。
      〔按:善田二十亩,直钱六千;恶田八十亩,直钱五千七百一十四、七分钱 之二,课于一万,是多一千七百一十四、七分钱之二。令之善田十亩,直钱三千; 恶田九十亩,直钱六千四百二十八、七分钱之四;课于一万,是为不足五百七十 一、七分钱之三。以盈不足术求之也。〕
    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    上好的良田一亩=300钱,劣等田7亩=500钱,大约是当时真实的田价。

    设善、恶田各为x、y亩,有方程:

    x+y=100

    300x+(500/7)y=10000

    解得:x=175/2 亩,y=25/2 亩




    16:今有黄金九枚,白银一十一枚,称之重,适等。交易其一,金轻十三两。问 金、银一枚各重几何?答曰:金重二斤三两一十八铢。银重一斤一十三两六铢。

      术曰:假令黄金三斤,白银二斤一十一分斤之五,不足四十九,于右行。令 之黄金二斤,白银一斤一十一分斤之七,多一十五,于左行。以分母各乘其行内 之数。以盈、不足维乘所出率,并,以为实。并盈、不足为法。实如法,得黄金 重。分母乘法以除,得银重。约之得分也。
      〔按:此术假令黄金九,白银一十一,俱重二十七斤。金,九约之,得三斤; 银,一十一约之,得二斤一十一分斤之五;各为金、银一枚重数。就金重二十七 斤之中减一金之重,以益银,银重二十七斤之中减一银之重,以益金,则金重二 十六斤一十一分斤之五,银重二十七斤一十一分斤之六。以少减多,则金轻一十 七两一十一分两之五。课于一十三两,多四两一十一分两之五。通分内子言之, 是为不足四十九。又令之黄金九,一枚重二斤,九枚重一十八斤;白银一十一, 亦合重一十八斤也。乃以一十一除之,得一斤一十一分斤之七,为银一枚之重数。
      今就金重一十八斤之中减一枚金,以益银;复减一枚银,以益金,则金重一十七 斤一十一分斤之七,银重一十八斤一十一分斤之四。以少减多,即金轻一十一分 斤之八。课于一十三两,少一两一十一分两之四。通分内子言之,是为多一十五。
      以盈不足为之,如法,得金重。分母乘法以除者,为银两分母,故同之。须通法 而后乃除,得银重。余皆约之者,术省故也。〕
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设黄金每枚重x两,白银每枚重y两,有方程:

    9x=11y

    8x+y+13/16(斤)=10y+x

    解得:x=143/64(金重),y=117/64(银重)

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  41. 17:今有良马与驽马发长安,至齐。齐去长安三千里。良马初日行一百九十三里, 日增一十三里,驽马初日行九十七里,日减半里。良马先至齐,复还迎驽马。问 几何日相逢及各行几何?

    答曰:一十五日一百九十一分日之一百三十五而相逢。良马行四千五百三十四里一百九十一分里之四十六。驽马行一千四百六十五里一 百九十一分里之一百四十五。
    ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    良马每日的速度为:193,206,219,232,245,258,271,284,297,310,323,336,349,362,375,388,401...里/天

    良马各日累计行程为:193,299,518,750,995,1253,1524,1808,2105,2415,2738,3074,3423,3785,4160,4548,4949..里

    驽马每日的速度为:97,96.5,96,95.5,95,94.5,94,93.5,93,92.5,92,91.5,91,90.5,90,89.5,89,88.5,88,87.5...里/天

    驽马各日累计行程为:97,193.5,289.5,385,480,574.5,668.5,762,855,947.5,1039.5,1131,1222,1312.5,1402.5,1492...里

    观察得出:15日完,两马行程总计=4160+1402.5=5562.5<6000,两马尚未相逢。

    16日完,两马累计行程=4548+1492=6040>6000,两马已经相逢。

    所以,两马相逢在16日间,16日两马的速度各为:388,89.5,两马之间的距离=6000-5562.5=437.5里

    需要时间=437.5/(388+89.5)=0.91623日

    所以两马相逢的时间是:15.91623 日

    做这种题,需要硬凑,很费时间。


    又:良马速度公式=193+13(n-1),n为距离出发的天数,良马累计行程 L=193n+13+2x13+3x13+...(n-1)x13

    驽马速度公式=93-0.5x(n-1),n为距离出发的天数,驽马累计行程 L=93n-0.5(1+2+3+...(n-1))



      术曰:假令十五日,不足三百三十七里半;令之十六日,多一百四十里。以 盈、不足维乘假令之数,并而为实。并盈、不足为法。实如法而一,得日数。不 尽者,以等数除之而命分。求良马行者:十四乘益疾里数而半之,加良马初日之 行里数,以乘十五日,得十五日之凡行。又以十五日乘益疾里数,加良马初日之 行。以乘日分子,如日分母而一。所得,加前良马凡行里数,即得。其不尽而命 分。求驽马行者:以十四乘半里,又半之,以减驽马初日之行里数,以乘十五日, 得驽马十五日之凡行。又以十五日乘半里,以减驽马初日之行,余,以乘日分子, 如日分母而一。所得,加前里,即驽马定行里数。其奇半里者,为半法。以半法 增残分,即得。其不尽者而命分。
      〔按:“令十五日,不足三百三十七里半”者,据良马十五日凡行四千二百 六十里,除先去齐三千里,定还迎驽马一千二百六十里;驽马十五日凡行一千四 百二里半,并良、驽二马所行,得二千六百六十二里半。课于三千里,少三百三 十七里半。故曰不足。“令之十六日,多一百四十里”者,据良马十六日凡行四 千六百四十八里;除先去齐三千里,定还迎驽马一千六百四十八里,驽马十六日 凡行一千四百九十二里。并良、驽二马所行,得三千一百四十里。课于三千里, 余有一百四十里。故谓之多也。以盈不足之,实如法而一,得日数者,即设差不 盈不朒之正数。以二马初日所行里乘十五日,为一十五日平行数。求初末益疾 减迟之数者,并一与十四,以十四乘而半之,为中平之积。又令益疾减迟里数乘 之,各为减益之中平里。故各减益平行数,得一十五日定行里。若求后一日,以 十六日之定行里数乘日分子,如日分母而一,各得日分子之定行里数。故各并十 五日定行里,即得。其驽马奇半里者,法为全里之分,故破半里为半法,以增残 分,即合所问也。〕
    ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------







    18:今有人持钱之蜀贾,利十三。初返归一万四千,次返归一万三千,次返归 一万二千,次返归一万一千,后返归一万。凡五返归钱,本利俱尽。问本持钱及 利各几何?答曰:本三万四百六十八钱三十七万一千二百九十三分钱之八万四千 八百七十六。利二万九千五百三十一钱三十七万一千二百九十三分钱之二十八万 六千四百一十七。

      术曰:假令本钱三万,不足一千七百三十八钱半;令之四万,多三万五千三 百九十钱八分。
      〔按:假令本钱三万,并利为三万九千;除初返归留,余,加利为三万二千 五百;除二返归留,余,又加利为二万五千三百五十;除第三返归留,余,又加 利为一万七千三百五十五;除第四返归留,余,又加利为八千二百六十一钱半; 除第五返归留,合一万钱,不足一千七百三十八钱半。若使本钱四万,并利为五 万二千;除初返归留,余,加利为四万九千四百;除第二返归留,余,又加利为 四万七千三百二十;除第三返归留,余,又加利为四万五千九百一十六;除第四 返归留,余,又加利为四万五千三百九十钱八分;除第五返归留,合一万,余三 万五千三百九十钱八分,故曰多。
      又术:置后返归一万,以十乘之,十三而一,即后所持之本。加一万一千, 又以十乘之,十三而一,即第四返之本。加一万二千,又以十乘之,十三而一, 即第三返之本。加一万三千,又以十乘之,十三而一,即第二返之本。加一万四 千,又以十乘之,十三而一,即初持之本。并五返之钱以减之,即利也。〕
    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    利息是30%,五次还本付息,问本钱多少?

    第五年还一万,推得第四年本钱7962,加上第四年还得的11000,推得第三年的本钱是14379,加上第三年的12000,得知第二年的本钱是:23609,加上13000,推得第一年后的本钱是28161,加上14000,推得初始时的本钱是:32432

    原书答案不对。

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  42. 19:今有垣厚五尺,两鼠对穿。大鼠日一尺,小鼠亦日一尺。大鼠日自倍,小鼠 日自半。问几何日相逢?各穿几何?答曰:二日一十七分日之二。大鼠穿三尺四 寸十七分寸之一十二,小鼠穿一尺五寸十七分寸之五。

      术曰:假令二日,不足五寸;令之三日,有余三尺七寸半。
      〔大鼠日倍,二日合穿三尺;小鼠日自半,合穿一尺五寸;并大鼠所穿,合 四尺五寸。课于垣厚五尺,是为不足五寸。令之三日,大鼠穿得七尺,小鼠穿得 一尺七寸半。并之,以减垣厚五尺,有余三尺七寸半。以盈不足术求之,即得。
      以后一日所穿乘日分子,如日分母而一,即各得日分子之中所穿。故各增二日定 穿,即合所问也。〕
    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    大鼠每日速度为:1,2,4...尺/日

    每日累计穿通为:1,3,7...尺

    小鼠每日速度为:1,1/2,1/4...尺/日

    每日累计穿通为:1,1.5,1.75... 尺

    观察得知:第2日完,两鼠共计穿通 4.5尺<5尺,尚未穿通,第3日完,两鼠共计穿通 8.75尺>5尺,已经穿通,所以穿通时间在第3日间。

    第3日开始,两鼠距离=5-4.5=0.5尺,两鼠速度分为别:4、0.25 尺/日

    所需时间=0.5/(4+0.25)=2/17 日

    因此,两鼠相逢在2又2/17 日。

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  43. 《卷八》


      ○方程(以御错糅正负) 今有上禾三秉,中禾二秉,下禾一秉,实三十九斗;上禾二秉,中禾三秉, 下禾一秉,实三十四斗;上禾一秉,中禾二秉,下禾三秉,实二十六斗。问上、 中、下禾实一秉各几何?答曰:上禾一秉九斗四分斗之一。中禾一秉四斗四分斗 之一。下禾一秉二斗四分斗之三。

      方程 〔程,课程也。群物总杂,各列有数,总言其实。令每行为率。二物者再程, 三物者三程,皆如物数程之。并列为行,故谓之方程。行之左右无所同存,且为 有所据而言耳。此都术也,以空言难晓,故特系之禾以决之。又列中、左行如右 行也。〕 术曰:置上禾三秉,中禾二秉,下禾一秉,实三十九斗于右方。中、左禾列 如右方。以右行上禾遍乘中行,而以直除。

      〔为术之意,令少行减多行,反复相减,则头位必先尽。上无一位,则此行 亦阙一物矣。然而举率以相减,不害余数之课也。若消去头位,则下去一物之实。
      如是叠令左右行相减,审其正负,则可得而知。先令右行上禾乘中行,为齐同之 意。为齐同者,谓中行直减右行也。从简易虽不言齐同,以齐同之意观之,其义 然矣。〕 又乘其次,亦以直除。

      〔复去左行首。〕 然以中行中禾不尽者遍乘左行,而以直除。

      〔亦令两行相去行之中禾也。〕 左方下禾不尽者,上为法,下为实。实即下禾之实。

      〔上、中禾皆去,故余数是下禾实,非但一秉。欲约众秉之实,当以禾秉数 为法。列此,以下禾之秉数乘两行,以直除,则下禾之位皆决矣。各以其余一位 之秉除其下实。即计数矣用算繁而不省。所以别为法,约也。然犹不如自用其旧。广异法也。〕 求中禾,以法乘中行下实,而除下禾之实。

      〔此谓中两禾实,下禾一秉实数先见,将中秉求中禾,其列实以减下实。而 左方下禾虽去一,以法为母,于率不通。故先以法乘,其通而同之。俱令法为母, 而除下禾实。以下禾先见之实令乘下禾秉数,即得下禾一位之列实。减于下实, 则其数是中禾之实也。〕 余,如中禾秉数而一,即中禾之实。

      〔余,中禾一位之实也。故以一位秉数约之,乃得一秉之实也。〕 求上禾,亦以法乘右行下实,而除下禾、中禾之实。

      〔此右行三禾共实,合三位之实。故以二位秉数约之,乃得一秉之实。今中 下禾之实其数并见,令乘右行之禾秉以减之。故亦如前各求列实,以减下实也。〕 余,如上禾秉数而一,即上禾之实。实皆如法,各得一斗。
      〔三实同用,不满法者,以法命之。母、实皆当约之。〕
    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------




    1: 今有上禾七秉,损实一斗,益之下禾二秉,而实一十斗;下禾八秉,益实一 斗,与上禾二秉,而实一十斗。问上、下禾实一秉各几何?答曰:上禾一秉实一 斗五十二分斗之一十八。下禾一秉实五十二分斗之四十一。

      术曰:如方程。损之曰益,益之曰损。

      〔问者之辞虽?今按:实云上禾七秉,下禾二秉,实一十一斗;上禾二秉, 下禾八秉,实九斗也。“损之曰益”,言损一斗,余当一十斗;今欲全其实,当 加所损也。“益之曰损”,言益实以一斗,乃满一十斗;今欲知本实,当减所加, 即得也。〕 损实一斗者,其实过一十斗也;益实一斗者,其实不满一十斗也。
      〔重谕损益数者,各以损益之数损益之也。〕
    ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设上秉一秉x斗,下秉一秉y斗,有方程:

    (7x-1)+2y=10

    2x+(8y+1)=10

    解得:x=35/26 斗,y=41/52 斗





    2: 今有上禾二秉,中禾三秉,下禾四秉,实皆不满斗。上取中、中取下、下取 上各一秉而实满斗。问上、中、下禾实一秉各几何?答曰上禾一秉实二十五分斗 之九。中禾一秉实二十五分斗之七。下禾一秉实二十五分斗之四。

      术曰:如方程。各置所取。

      〔置上禾二秉为右行之上,中禾三秉为中行之中,下禾四秉为左行之下,所 取一秉及实一斗各从其位。诸行相借取之物皆依此例。〕 以正负术入之。

      正负术曰: 〔今两算得失相反,要令正负以名之。正算赤,负算黑,否则以邪正为异。

      方程自有赤、黑相取,法、实数相推求之术。而其并减之势不得广通,故使赤、 黑相消夺之,于算或减或益。同行异位殊为二品,各有并、减之差见于下焉。著 此二条,特系之禾以成此二条之意。故赤、黑相杂足以定上下之程,减、益虽殊 足以通左右之数,差、实虽分足以应同异之率。然则其正无入以负之,负无入以 正之,其率不妄也。〕 同名相除, 〔此谓以赤除赤,以黑除黑,行求相减者,为去头位也。然则头位同名者, 当用此条,头位异名者,当用下条。〕 异名相益, 〔益行减行,当各以其类矣。其异名者,非其类也。非其类者,犹无对也, 非所得减也。故赤用黑对则除,黑;无对则除,黑;黑用赤对则除,赤;无对则 除,赤;赤黑并于本数。此为相益之,皆所以为消夺。消夺之与减益成一实也。

      术本取要,必除行首。至于他位,不嫌多少,故或令相减,或令相并,理无同异 而一也。〕 正无入负之,负无入正之。

      〔无入,为无对也。无所得减,则使消夺者居位也。其当以列实或减下实, 而行中正负杂者亦用此条。此条者,同名减实,异名益实,正无入负之,负无入 正之也。〕 其异名相除,同名相益,正无入正之,负无入负之。

      〔此条异名相除为例,故亦与上条互取。凡正负所以记其同异,使二品互相 取而已矣。言负者未必负于少,言正者未必正于多。故每一行之中虽复赤黑异算 无伤。然则可得使头位常相与异名。此条之实兼通矣,遂以二条反覆一率。观其 每与上下互相取位,则随算而言耳,犹一术也。又,本设诸行,欲因成数以相去 耳。故其多少无限,令上下相命而已。若以正负相减,如数有旧增法者,每行可 均之,不但数物左右之也。〕
    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设上、中、下各秉为x、y、z斗,有方程:

    2x+y=1

    3y+z=1

    4z+x=1

    解得;x=9/25斗;y=7/25斗;z=4/25斗


    这里提到正负术。

    引:

    正负术是《九章算术》方程章提出的正负数加减法则。一则方程术中用直除法消元时会出现以大减小的情形,再则通过损益术列方程,这都会产生负数。「正负术曰:同名相除,异名相益,正无入负之,负无入正之。其异名相除,同名相益,正无入正之,负无入负之。」前四句是减法法则:若二数同号,则;。若二数异号,则。若没有与之对减的数,则,。后四句是加法法则:若二数异号,则;;若二数同号,则,;若没有与之对加的数,则。在《九章算术》中,正负术只用于方程术,并且,在实际上不仅使用了正负数的加减法,而且使用了正负数的乘除法。不过,现有资料中,正负数的乘法法则在《算学启蒙》中才给出。祖冲之很可能研究过负系数开带从方问题,现存资料中讨论负系数开方问题最先出现在北宋刘益的《议古根源》中。

    评:正负术只不过是一种消元法,用于解三元一次方程组。


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  44. 3: 今有上禾五秉,损实一斗一升,当下禾七秉;上禾七秉,损实二斗五升,当 下禾五秉。问上、下禾实一秉各几何?答曰:上禾一秉五升。下禾一秉二升。

      术曰:如方程。置上禾五秉正,下禾七秉负,损实一斗一升正。
      〔言上禾五秉之实多,减其一斗一升,余,是与下禾七秉相当数也。故互其 算,令相折除,以一斗一升为差。为差者,上禾之余实也。〕 次置上禾七秉正,下禾五秉负,损实二斗五升正。以正负术入之。
      〔按:正负之术,本设列行,物程之数不限多少,必令与实上下相次,而以 每行各自为率。然而或减或益,同行异位,殊为二品,各自并、减,之差见于下 也。〕
    -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设上下秉每秉为x、y升,有方程:

    5x-11=7y

    7x-25=5y

    解得:x=5升,y=2升





    4: 今有上禾六秉,损实一斗八升,当下禾一十秉;下禾一十五秉,损实五升, 当上禾五秉。问上、下禾实一秉各几何?答曰:上禾一秉实八升。下禾一秉实三 升。
      术曰:如方程。置上禾六秉正,下禾一十秉负,损实一斗八升正。次,上禾 五秉负,下禾一十五秉正,损实五升正。以正负术入之。
      〔言上禾六秉之实多,减损其一斗八升,余是与下禾十秉相当之数。故亦互 其算,而以一斗八升为差实。差实者,上禾之余实。〕
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设上、中、下各秉为x、y、z升,有方程:

    6x-18=10y

    15y-5=5x

    解得:x=8 升,y=3升





    5:今有上禾三秉,益实六斗,当下禾一十秉;下禾五秉,益实一斗,当上禾二 秉。问上、下禾实一秉各几何?答曰:上禾一秉实八斗。下禾一秉实三斗。

      术曰:如方程。置上禾三秉正,下禾一十秉负,益实六斗负。次置上禾二秉 负,下禾五秉正,益实一斗负。以正负术入之。
      〔言上禾三秉之实少,益其六斗,然后于下禾十秉相当也。故亦互其算,而 以六斗为差实。差实者,下禾之余实。〕
    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设上、中、下各秉为x、y斗,有方程:

    3x+6=10y

    5y+1=2x

    解得:x=8 斗,y=3 斗






    6: 今有牛五,羊二,直金十两;牛二,羊五,直金八两。问牛、羊各直金几何? 答曰:牛一直金一两二十一分两之一十三。羊一直金二十一分两之二十。
      术曰:如方程。
      〔假令为同齐,头位为牛,当相乘。右行定,更置牛十,羊四,直金二十两; 左行:牛十,羊二十五,直金四十两。牛数等同,金多二十两者,羊差二十一使 之然也。以少行减多行,则牛数尽,惟羊与直金之数见,可得而知也。以小推大, 虽四五行不异也。〕
    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设牛羊各直钱为x、y,有方程:

    5x+2y=10

    2x+5y=8

    解得:x=34/21 两,y=20/21两

    这道题胡乱出,一只羊20/21两黄金,差不多是6000钱,上文给出的题是一只羊150钱。
    这里一只牛=34/21两黄金大约是10000钱,上文给出的价格是3750钱一头牛。





    7: 今有卖牛二,羊五,以买一十三豕,有余钱一千;卖牛三,豕三,以买九羊, 钱适足;卖六羊,八豕,以买五牛,钱不足六百。问牛、羊、豕价各几何?答曰 牛价一千二百。羊价五百。豕价三百。

      术曰:如方程。置牛二,羊五正,豕一十三负,余钱数正;次,牛三正,羊 九负,豕三正;次五牛负,六羊正,八豕正,不足钱负。以正负术入之。
      〔此中行买、卖相折,钱适足,故但互买卖算而已。故下无钱直也。设欲以 此行如方程法,先令二牛遍乘中行,而以右行直除之。是故终于下实虚缺矣。故 注曰正无实负,负无实正,方为类也。方将以别实加适足之数与实物作实。
      盈不足章“黄金白银”与此相当。“假令黄金九,白银一十一,称之重适等。
      交易其一,金轻十三两。问金、银一枚各重几何?”与此同。〕
    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设牛羊猪的价格分别为:x、y、z,有方程:

    2x+5y-13z=1000

    3x+3z-9y=0

    6y+8z-5x+600=0

    解得;x=1200;y=500;z=300




    8: 今有五雀六燕,集称之衡,雀俱重,燕俱轻。一雀一燕交而处,衡适平。并 雀、燕重一斤。问雀、燕一枚各重几何?答曰:雀重一两一十九分两之一十三。
      燕重一两一十九分两之五。
      术曰:如方程。交易质之,各重八两。
      〔此四雀一燕与一雀五燕衡适平,并重一斤,故各八两。列两行程数。左行 头位其数有一者,令右行遍除。亦可令于左行而取其法、实于左。左行数多,以 右行取其数。左头位减尽,中、下位算当燕与实。右行不动。左上空,中法,下 实,即每枚当重宜可知也。按:此四雀一燕与一雀五燕其重等,是三雀、四燕重 相当。雀率重四,燕率重三也。诸再程之率皆可异术求也,即其数也。〕
    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设雀燕价格分别是x、y,有方程:

    4x+y=5y+x

    5x+6y=1

    解得:x=4/38,y=3/38

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  45. 9:今有甲、乙二人持钱不知其数。甲得乙半而钱五十,乙得甲太半而亦钱五十。
      问甲、乙持钱各几何?答曰:甲持三十七钱半。乙持二十五钱。
      术曰:如方程。损益之。
      〔此问者言一甲,半乙而五十;太半甲,一乙亦五十也。各以分母乘其全, 内子。行定:二甲,一乙而钱一百;二甲,三乙而钱一百五十。于是乃如方程。
      诸物有分者放此。〕
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设甲乙各持钱为x、y,有方程:

    x+y/2=50

    y+2x/3=50

    解得:x=37.5;y=25





    10:今有二马,一牛,价过一万,如半马之价;一马,二牛,价不满一万,如半 牛之价。问牛、马价各几何?答曰:马价五千四百五十四钱一十一分钱之六。牛 价一千八百一十八钱一十一分钱之二。

      术曰:如方程。损益之。
      〔此一马半与一牛价直一万也,二牛半与一马亦直一万也。一马半与一牛直 钱一万,通分内子,右行为三马,二牛,直钱二万。二牛半与一马直钱一万,通 分内子,左行为二马,五牛,直钱二万也。〕
    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设马牛价格分别是x、y,有方程:

    3x/2+y=10000

    x+5y/2=10000

    解得:x=60000/11;y=20000/11

    一马=三牛,和上文中,一马=十六牛 的比价又大大不同。



    11: 今有武马一匹,中马二匹,下马三匹,皆载四十石至阪,皆不能上。武马借 中马一匹,中马借下马一匹,下马借武马一匹,乃皆上。问武、中、下马一匹各 力引几何?答曰:武马一匹力引二十二石七分石之六。中马一匹力引一十七石七 分石之一。下马一匹力引五石七分石之五。

      术曰:如方程。各置所借,以正负术入之。
    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设各马分别能负重为:x、又、z 石,有方程:

    x+y=40

    2y+z=40

    3z+x=40

    解得:x=160/7石;y=120/7石;z=40/7石





    12: 今有五家共井,甲二绠不足,如乙一绠。乙三绠不足,以丙一绠;丙四绠不 足,以丁一绠;丁五绠不足,以戊一绠;戊六绠不足,以甲一绠。如各得所不足 一绠,皆逮。问井深、绠长各几何?答曰:井深七丈二尺一寸。甲绠长二丈六尺 五寸。乙绠长一丈九尺一寸。丙绠长一丈四尺八寸。丁绠长一丈二尺九寸。戊绠 长七尺六寸。

      术曰:如方程。以正负术入之。
      〔此率初如方程为之,名各一逮井。其后,法得七百二十一,实七十六,是 为七百二十一绠而七十六逮井,并用逮之数。以法除实者,而戊一绠逮井之数定, 逮七百二十一分之七十六。是故七百二十一为井深,七十六为戊绠之长,举率以 言之。〕
    ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
      现在有五家共用一口井,甲、乙、丙、丁、戌五家各有一条绳子汲水(下面用文字表示每一家的绳子):甲×2+乙=井深,乙×3+丙=井深,丙×4+丁=井深,丁×5+戌=井深,戌×6+甲=井深,求甲、乙、丙、丁、戌各家绳子的长度和井深。

      
      设甲、乙、丙、丁、戌五根绳子分别常x、y、z、s、t,井深u,那么列出方程组:

      2x+y=u

      3y+z=u

      4z+s=u

      5s+t=u

      6t+x=u

    解方程组得x、y、z、s、t分别等于265/721u、191/721u、148/721u、129/721u、76/721u,而井深为u。


    评:此是6元一次方程组,只有五个方程组,所以是不定方程,有无穷多租解。



    引:这也是《九章算术》方程章的一个题目:「今有五家共井,甲二绠 (小老师) 不足,如乙一绠;乙三绠不足,以丙一绠;丙四绠不足,以丁一绠;丁五绠不足,以戊一绠;戊六绠不足,以甲一绠。如各得所不足一绠,皆逮。问井深、绠长各几何?」设 x , y , z , u , v , w 分别为甲、乙、丙、丁、戊绠长及井深,6个未知数,依题意只可列出5行方程:

    2x + y = w 借助于正负术消元,得到 721x = 265w
    3y + z = w 721y = 191w
    4z + u = w 721z = 148w
    5u + v = w 721u = 129w
    6v + x = w 721v = 76w

    《九章算术》遂以265,191,148,129,76,721分别为甲、乙、丙、丁、戊绠长及井深。刘徽认为《九章算术》的答案是「举率以言之」。这是在中国数学史上第一次明确提出不定方程问题。上述消元的结果实际上给出了 x : y : z : u : v : w = 265 : 191 : 148 : 129 : 76 : 721。显然,只要取,都会给出满足此题的 x , y , z , u , v , w 的值。《九章算术》只是给出了最小的一组正整数解。

      






    13: 今有白禾二步,青禾三步,黄禾四步,黑禾五步,实各不满斗。白取青、黄, 青取黄、黑,黄取黑、白,黑取白、青,各一步,而实满斗。问白、青、黄、黑 禾实一步各几何?答曰:白禾一步实一百一十一分斗之三十三。青禾一步实一百 一十一分斗之二十八。黄禾一步实一百一十一分斗之一十七。黑禾一步实一百一 十一分斗之一十。

      术曰:如方程。各置所取,以正负术入之。
    ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设白青黄黑禾每步各有x、y、z、s斗,有方程组:

    2x+y+z=1

    3y+z+s=1

    4z+s+x=1

    5s+x+y=1

    解得:x=33/111;y=28/111;z=17/111;s=10/111

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  46. 14: 今有甲禾二秉,乙禾三秉,丙禾四秉,重皆过于石。甲二重如乙一,乙三重 如丙一,丙四重如甲一。问甲、乙、丙禾一秉各重几何?答曰:甲禾一秉重二十 三分石之一十七。乙禾一秉重二十三分石之一十一。丙禾一秉重二十三分石之一 十。


      术曰:如方程。置重过于石之物为负。
      〔此问者言甲禾二秉之重过于一石也。其过者何云?如乙一秉重矣。互其算, 令相折除,而一以石为之差实。差实者,如甲禾余实。故置算相与同也。〕 以正负术入之。
      〔此入,头位异名相除者,正无入正之,负无入负之也。〕
    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设甲乙丙秉各重x、y、z石,有方程:

    2x-1=y

    3y-1=z

    4z-1=x

    解得:x=17/23;y=11/23;z=10/23

    题目太绕了,“甲二重如乙一”意思是指甲两秉超过一石的部分等于乙一秉之重,后面类同。






    15: 今有令一人,吏五人,从者一十人,食鸡一十;令一十人,吏一人,从者五 人,食鸡八;令五人,吏一十人,从者一人,食鸡六。问令、吏、从者食鸡各几 何?答曰令一人食一百二十二分鸡之四十五。吏一人食一百二十二分鸡之四十一。从者一人食一百二十二分鸡之九十七。

      术曰:如方程。以正负术入之。
    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 
    设令、吏、从各食鸡为:x、y、z只,有方程:

    x+5y+10z=10

    10x+y+z=8

    5x+10y+z=6

    解得:x=45/122;y=41/122;z=97/122






    16: 今有五羊,四犬,三鸡,二兔,直钱一千四百九十六;四羊,二犬,六鸡, 三兔,直钱一千一百七十五;三羊,一犬,七鸡,五兔,直钱九百五十八;二羊, 三犬,五鸡,一兔,直钱八百六十一。问羊、犬、鸡、兔价各几何?答曰:羊价 一百七十七。犬价一百二十一。鸡价二十三。兔价二十九。

      术曰:如方程。以正负术入之。
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设羊犬鸡兔价格分别是:x、y、z、s,有方程:

    5x+4y+3z+2s=1496

    4x+2y+6z+3s=1175

    3x+y+7z+5s=958

    2x+3y+5z+s=861

    解得:x=177;y=121;z=23;s=29




    17:今有麻九斗,麦七斗,菽三斗,荅二斗,黍五斗,直钱一百四十;麻七斗, 麦六斗,菽四斗,荅五斗,黍三斗,直钱一百二十八;麻三斗,麦五斗,菽七斗, 荅六斗,黍四斗,直钱一百一十六;麻二斗,麦五斗,菽三斗,荅九斗,黍四斗, 直钱一百一十二;麻一斗,麦三斗,菽二斗,荅八斗,黍五斗,直钱九十五。问 一斗直几何?荅曰:麻一斗七钱。麦一斗四钱。菽一斗三钱。荅一斗五钱。黍一 斗六钱。
    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设麻麦菽苔黍每斗各直钱:x、y、z、a、b,有方程:

    9x+7y+3z+2a+5b=140

    7x+6y+4z+5a+3b=128

    3x+5y+7z+6a+4b=116

    2x+5y+3z+9a+4b=112

    x+3y+2z+a+5b=95

    解得:x=7,y=4,z=3,a=5,b=6
    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------




      术曰:如方程。以正负术入之。

      〔此麻麦与均输、少广之章重衰、积分皆为大事。其拙于精理徒按本术者, 或用算而布毡,方好烦而喜误,曾不知其非,反欲以多为贵。故其算也,莫不暗 于设通而专于一端。至于此类,苟务其成,然或失之,不可谓要约。更有异术者, 庖丁解牛,游刃理间,故能历久其刃如新。夫数,犹刃也,易简用之则动中庖丁 之理。故能和神爱刃,速而寡尤。凡九章为大事,按法皆不尽一百算也。虽布算 不多,然足以算多。世人多以方程为难,或尽布算之象在缀正负而已,未暇以论 其设动无方,斯胶柱调瑟之类。聊复恢演,为作新术,著之于此,将亦启导疑意。

      网罗道精,岂传之空言?记其施用之例,著策之数,每举一隅焉。

      方程新术曰:以正负术入之。令左、右相减,先去下实,又转去物位,则其 求一行二物正负相借者,是其相当之率。又令二物与他行互相去取,转其二物相 借之数,即皆相当之率也。各据二物相当之率,对易其数,即各当之率也。更置 成行及其下实,各以其物本率今有之,求其所同。并,以为法。其当相并而行中 正负杂者,同名相从,异名相消,余,以为法。以下置为实。实如法,即合所问 也。一物各以本率今有之,即皆合所问也。率不通者,齐之。

      其一术曰:置群物通率为列衰。更置成行群物之数,各以其率乘之,并,以 为法。其当相并而行中正负杂者,同名相从,异名相消,余为法。以成行下实乘 列衰,各自为实。实如法而一,即得。

      以旧术为之。凡应置五行。今欲要约,先置第三行,减以第四行,又减第五 行;次置第二行,以第二行减第一行,又减第四行。去其头位;余,可半;次置 右行及第二行。去其头位;次以右行去第四行头位,次以左行去第二行头位,次 以第五行去第一行头位;次以第二行去第四行头位;余,可半;以右行去第二行 头位,以第二行去第四行头位。余,约之为法、实。实如法而一,得六,即有黍 价。以法治第二行,得荅价,右行得菽价,左行得麦价,第三行麻价。如此凡用 七十七算。

      以新术为此。先以第四行减第三行;次以第三行去右行及第二行、第四行下 位,又以减左行下位,不足减乃止;次以左行减第三行下位,次以第三行去左行 下位。讫,废去第三行。次以第四行去左行下位,又以减右行下位;次以右行去 第二行及第四行下位;次以第二行减第四行及左行头位;次以第四行减左行菽位, 不足减乃止;次以左行减第二行头位,余,可再半;次以第四行去左行及第二行 头位,次以第二行去左行头位,余,约之,上得五,下得三,是菽五当荅;次以 左行去第二行菽位,又以减第四行及右行菽位,不足减乃止;次以右行减第二行 头位,不足减乃止;次以第二行去右行头位,次以左行去右行头位;余,上得六, 下得五,是为荅六当黍五;次以左行去右行荅位,余,约之,上为二,下为一; 次以右行去第二行下位,以第二行去第四行下位,又以减左行下位;次,左行去 第二行下位,余,上得三,下得四,是为麦三当菽四;次以第二行减第四行下位; 次以第四行去第二行下位;余,上得四,下得七,是为麻四当麦七。是为相当之 率举矣。据麻四当麦七,即麻价率七而麦价率四;又麦三当菽四,即为麦价率四 而菽价率三;又菽五当荅三,即为菽价率三而荅价率五;又荅六当黍五,即为荅 价率五而黍价率六;而率通矣。更置第三行,以第四行减之,余有麻一斗,菽四 斗正,荅三斗负,下实四正。求其同为麻之数,以菽率三、荅率五各乘其斗数, 如麻率七而一,菽得一斗七分斗之五正,荅得二斗七分斗之一负。则菽、荅化为 麻。以并之,令同名相从,异名相消,余得定麻七分斗之四,以为法。置四为实, 而分母乘之,实得二十八,而分子化为法矣以法除得七,即麻一斗之价。置麦率 四、菽率三、荅率五、黍率六,皆以麻乘之,各自为实。以麻率七为法。所得即 各为价。亦可使置本行实与物同通之,各以本率今有之,求其本率所得。并, 以为法。如此,即无正负之异矣,择异同而已。又可以一术为之。置五行通率, 为麻七、麦四、菽三、荅五、黍六,以为列衰。成行麻一斗,菽四斗正,荅三斗 负,各以其率乘之。讫,令同名相从,异名相消,余为法。又置下实乘列衰,所 得各为实。此可以置约法,则不复乘列衰,各以列衰为价。如此则凡用一百二十 四算也。〕
    -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    正负术只是解方程时的消元法。

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  47. 《卷九》



       ○句股(以御高深广远) 今有句三尺,股四尺,问为弦几何?答曰:五尺。
      今有弦五尺,句三尺,问为股几何?答曰:四尺。
      今有股四尺,弦五尺,问为句几何?答曰:三尺。
      句股 〔短面曰句,长面曰股,相与结角曰弦。句短其股,股短其弦。将以施于诸 率,故先具此术以见其源也。〕 术曰:句、股各自乘,并,而开方除之,即弦。
      〔句自乘为朱方,股自乘为青方。令出入相补,各从其类,因就其余不移动 也,合成弦方之幂。开方除之,即弦也。〕 又,股自乘,以减弦自乘。其余,开方除之,即句。
      〔淳风等按:此术以句、股幂合成弦幂。句方于内,则句短于股。令股自乘, 以减弦自乘,余者即句幂也。故开方除之,即句也。〕 又,句自乘,以减弦自乘。其余,开方除之,即股。
      〔句、股幂合以成弦幂,令去其一,则余在者皆可得而知之。〕
    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------





    1: 今有圆材,径二尺五寸。欲为方版,令厚七寸,问广几何?答曰:二尺四寸。

      术曰:令径二尺五寸自乘,以七寸自乘,减之。其余,开方除之,即广。
      〔此以圆径二尺五寸为弦,版厚七寸为句,所求广为股也。〕 今有木长二丈,围之三尺。葛生其下,缠木七周,上与木齐。问葛长几何? 答曰:二丈九尺。
      术曰:以七周乘围为股,木长为句,为之求弦。弦者,葛之长。
      〔据围广,求从为木长者其形葛卷裹袤。以笔管,青线宛转,有似葛之缠木。
      解而观之,则每周之间自有相间成句股弦。则其间葛长,弦。七周乘围,并合众 句以为一句;木长而股,短;术云木长谓之股,言之倒。句与股求弦,亦无围。
      弦之自乘幂出上第一图。句、股幂合为弦幂,明矣。然二幂之数谓倒在于弦幂之 中而已。可更相表里,居里者则成方幂,其居表者则成矩幂。二表里形讹而数均。
      又按:此图句幂之矩青,卷白表,是其幂以股弦差为广,股弦并为袤,而股幂方 其里。股幂之矩青,卷白表,是其幂以句弦差为广,句弦并为袤,而句幂方其里。
      是故差之与并用除之,短、长互相乘也。〕
    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    开平方((25/2)^2-(7/2)^2)=12,所以广=24寸




    2: 今有池方一丈,葭生其中央,出水一尺。引葭赴岸,适与岸齐。问水深、葭 长各几何?答曰:水深一丈二尺。葭长一丈三尺。

      术曰:半池方自乘, 〔此以池方半之,得五尺为句;水深为股;葭长为弦。以句、弦见股,故令 句自乘,先见矩幂也。〕 以出水一尺自乘,减之。
      〔出水者,股弦差。减此差幂于矩幂则除之。〕 余,倍出水除之,即得水深。
      〔差为矩幂之广,水深是股。令此幂得出水一尺为长,故为矩而得葭长也。〕 加出水数,得葭长。
      〔淳风等按:此葭本出水一尺,既见水深,故加出水尺数而得葭长也。〕
    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设水深为x尺,有方程:

    5^2+x^2=(x+1)^2

    解得,x=12 尺



    3: 今有立木,系索其末,委地三尺。引索却行,去本八尺而索尽。问索长几何? 答曰:一丈二尺六分尺之一。

      术曰:以去本自乘, 〔此以去本八尺为句,所求索者,弦也。引而索尽、开门去阃者,句及股弦 差,同一术。去本自乘者,先张矩幂。〕 令如委数而一。
      〔委地者,股弦差也。以除矩幂,即是股弦并也。〕 所得,加委地数而半之,即索长。
      〔子不可半者,倍其母。加差者并,则两长。故又半之。其减差者并,而半 之,得木长也。〕
    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设木高为x尺,索长为(x+3)尺,有方程:

    x^2+8^2=(x+3)^2

    解得:x=55/6 尺,索长=x+3=73/6=12又1/6 尺





    4: 今有垣高一丈,倚木于垣,上与垣齐。引木却行一尺,其木至地。问木长几 何?答曰:五丈五寸。

      术曰:以垣高一十尺自乘,如却行尺数而一。所得,以加却行尺数而半之, 即木长数。
      〔此以垣高一丈为句,所求倚木者为弦,引却行一尺为股弦差。为术之意与 系索问同也。〕
    -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设木长为x尺,有方程:

    (x-1)^2+10^2=x^2

    解得:x=50.5 尺

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  48. 5: 今有圆材埋在壁中,不知大小。以锯锯之,深一寸,锯道长一尺。问径几何? 答曰:材径二尺六寸。

      术曰:半锯道自乘, 〔此术以锯道一尺为句,材径为弦,锯深一寸为股弦差之一半。锯道长是半 也。
      淳风等按:下锯深得一寸为半股弦差。注云为股差差者,锯道也。〕 如深寸而一,以深寸增之,即材径。
      〔亦以半增之。如上术,本当半之,今此皆同半,故不复半也。〕
    ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设圆木半径为r寸,有方程:

    (r-1)^2+5^2=r^2

    解得:r=13,所以直径=26寸




    6: 今有开门去阃一尺,不合二寸。问门广几何?答曰:一丈一寸。
    -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设其中一扇门宽为x寸,有方程:

    x^2=(x-1)^2+10^2

    解得:x=50.5寸,这是其中的一扇门宽,x2,得两扇门宽=101寸



      术曰:以去阃一尺自乘。所得,以不合二寸半之而一。所得,增不合之半, 即得门广。
      〔此去阃一尺为句,半门广为弦,不合二寸以半之,得一寸为股弦差。求弦, 故当半之。今次以两弦为广数,故不复半之也。〕 今有户高多于广六尺八寸,两隅相去适一丈。问户高、广各几何?答曰:广 二尺八寸。高九尺六寸。
      术曰:令一丈自乘为实。半相多,令自乘,倍之,减实。半其余,以开方除 之。所得,减相多之半,即户广;加相多之半,即户高。
      〔令户广为句,高为股,两隅相去一丈为弦,高多于广六尺八寸为句股差。
      按图为位,弦幂适满万寸。倍之,减句股差幂,开方除之。其所得即高广并数。
      以差减并而半之,即户广。加相多之数,即户高也。今此术先求其半。一丈自乘 为朱幂四、黄幂一。半差自乘,又倍之,为黄幂四分之二,减实,半其余,有朱 幂二、黄幂四分之一。其于大方者四分之一。故开方除之,得高广并数半。减差 半,得广;加,得户高。又按:此图幂:句股相并幂而加其差幂,亦减弦幂,为 积。盖先见其弦,然后知其句与股。今适等,自乘,亦各为方,合为弦幂。令半 相多而自乘,倍之,又半并自乘,倍之,亦合为弦幂。而差数无者,此各自乘之, 而与相乘数,各为门实。及股长句短,同源而分流焉。假令句、股各五,弦幂五 十,开方除之,得七尺,有余一,不尽。假令弦十,其幂有百,半之为句、股二 幂,各得五十,当亦不可开。故曰:圆三、径一,方五、斜七,虽不正得尽理, 亦可言相近耳。其句股合而自相乘之幂者,令弦自乘,倍之,为两弦幂,以减之, 其余,开方除之,为句股差。加于合而半,为股;减差于合而半之,为句。句、 股、弦即高、广、邪。其出此图也,其倍弦为袤。令矩句即为幂,得广即句股差。
      其矩句之幂,倍句为从法,开之亦句股差。以句股差幂减弦幂,半其余,差为从 法,开方除之,即句也。〕 今有竹高一丈,末折抵地,去本三尺。问折者高几何?答曰:四尺二十分尺 之一十一。
      术曰:以去本自乘, 〔此去本三尺为句,折之余高为股,以先令句自乘之幂。〕 令如高而一。
      〔凡为高一丈为股弦并,以除此幂得差。〕 所得,以减竹高而半余,即折者之高也。
      〔此术与系索之类更相反覆也。亦可如上术,令高自乘为股弦并幂,去本自 乘为矩幂,减之,余为实。倍高为法,则得折之高数也。〕
    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------




    7:今有二人同所立,甲行率七,乙行率三。乙东行,甲南行十步而斜东北与乙 会。问甲、乙行各几何?答曰:乙东行一十步半,甲斜行一十四步半及之。
    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设直角三角形三边长为a、b、c步,有方程:

    (a+c)/b=7/3

    a^2+b^2=c^2

    a=10

    解得:c=14.5,b=10.5


      术曰:令七自乘,三亦自乘,并而半之,以为甲斜行率。斜行率减于七自乘, 余为南行率。以三乘七为乙东行率。
      〔此以南行为句,东行为股,斜行为弦,并句弦率七。欲引者,当以股率自 乘为幂,如并而一,所得为句弦差率。加并之半为弦率,以差率减,余为句率。
      如是或有分,当通而约之乃定。术以同使无分母,故令句弦并自乘为朱、黄相连 之方。股自乘为青幂之矩,以句弦并为袤,差为广。今有相引之直,加损同上。
      其图大体以两弦为袤,句弦并为广。引黄断其半为弦率。列用率七自乘者,句弦 并之率。故弦减之,余为句率。同立处是中停也,皆句弦并为率,故亦以句率同 其袤也。〕 置南行十步,以甲斜行率乘之;副置十步,以乙东行率乘之;各自为实。实 如南行率而一,各得行数。
      〔南行十步者,所有见句求见弦、股,故以弦、股率乘,如句率而一。〕
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    8: 今有句五步,股十二步。问句中容方几何?答曰:方三步十七分步之九。
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    设正方形边长为a步,有方程:

    a/12=(5-a)/5

    解得:a=60/17步,此为内接正方形边长。


      术曰:并句、股为法,句、股相乘为实。实如法而一,得方一步。
      〔句、股相乘为朱、青、黄幂各二。令黄幂袤于隅中,朱、青各以其类,令 从其两径,共成修之幂:中方黄为广,并句、股为袤。故并句、股为法。幂图: 方在句中,则方之两廉各自成小句股,而其相与之势不失本率也。句面之小句、 股,股面之小句、股各并为中率,令股为中率,并句、股为率,据见句五步而今 有之,得中方也。复令句为中率,以并句、股为率,据见股十二步而今有之,则 中方又可知。此则虽不效而法,实有法由生矣。下容圆率而似今有、衰分言之, 可以见之也。〕
    ---------------------------------------------------------------------------------------------

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  49. 9:今有句八步,股一十五步。问句中容圆径几何?答曰:六步。

      术曰:八步为句,十五步为股,为之求弦。三位并之为法。以句乘股,倍之 为实。实如法,得径一步。
      〔句、股相乘为图本体,朱、青、黄幂各二。倍之,则为各四。可用画于小 纸,分裁邪正之会,令颠倒相补,各以类合,成修幂:圆径为广,并句、股、弦 为袤。故并句、股、弦以为法。又以圆大体言之,股中青必令立规于横广,句、 股又邪三径均。而复连规,从横量度句、股,必合而成小方矣。又画中弦以规 除会,则句、股之面中央小句股弦:句之小股、股之小句皆小方之面,皆圆径之 半。其数故可衰。以句、股、弦为列衰,副并为法。以句乘未并者,各自为实。
      实如法而一,得句面之小股可知也。以股乘列衰为实,则得股面之小句可知。言 虽异矣,及其所以成法之实,则同归矣。则圆径又可以表之差并:句弦差减股 为圆径;又,弦减句股并,余为圆径;以句弦差乘股弦差而倍之,开方除之,亦 圆径也。〕
    ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设圆半径为r,有公式:

    r=2S/(a+b+c)=120/(8+15+开根(64+225))=2.87步,

    直径= 5.74 步




    10:今有邑方二百步,各中开门。出东门一十五步有木。问出南门几何步而见木? 答曰:六百六十六步大半步。

       术曰:出东门步数为法, 〔以句率为法也。〕 半邑方自乘为实,实如法得一步。
      〔此以出东门十五步为句率,东门南至隅一百步为股率,南门东至隅一百步 为见句步。欲以见句求股,以为出南门数。正合半邑方自乘者,股率当乘见句, 此二者数同也。〕
    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设出南门X步见木,有方程:

    x/(100+x)=100/(100+15)

    解得:x=2000/3步




    11: 今有邑东西七里,南北九里,各中开门。出东门一十五里有木。问出南门几 何步而见木?答曰:三百一十五步。
       术曰:东门南至隅步数,以乘南门东至隅步数为实。以木去门步数为法。实 如法而一。
      〔此以东门南至隅四里半为句率,出东门一十五里为股率,南门东至隅三里 半为见股。所问出南门即见股之句。为术之意,与上同也。〕
    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设出南门x步见木,有方程:

    x/(x+4.5)=3.5/(15+3.5)

    解得:x=1.05 里





    12:今有邑方不知大小,各中开门。出北门三十步有木,出西门七百五十步见木。

       问邑方几何?答曰:一里。
       术曰:令两出门步数相乘,因而四之,为实。开方除之,即得邑方。
      〔按:半邑方,令半方自乘,出门除之,即步。令二出门相乘,故为半方邑 自乘,居一隅之积分。因而四之,即得四隅之积分。故为实,开方除,即邑方也。〕
    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设邑边长为2x,有方程:

    750/(750+x)=x/(x+30)

    解得:x=150 步,所以方邑边长为300步=1 里。





    13:今有邑方不知大小,各中开门。出北门二十步有木,出南门一十四步,折而 西行一千七百七十五步见木。问邑方几何?答曰:二百五十步。
      
    术曰:以出北门步数乘西行步数,倍之,为实。
      〔此以折而西行为股,自木至邑南一十四步为句,以出北门二十步为句率, 北门至西隅为股率,半广数。故以出北门乘折西行股,以股率乘句之幂。然此幂 居半,以西行。故又倍之,合东,尽之也。〕 并出南、北门步数,为从法,开方除之,即邑方。
      〔此术之幂,东西如邑方,南北自木尽邑南十四步之幂,各南北步为广,邑 方为袤,故连两广为从法,并,以为隅外之幂也。〕
    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设方邑边长为2x,有方程:

    20/(2x+20+14)=x/1775

    化简得:x^2+17x-17750=0

    解得:x=125 步(负根舍去),所以方邑边长为250 步。


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  50. 14:今有邑方一十里,各中开门。甲、乙俱从邑中央而出:乙东出;甲南出,出 门不知步数,邪向东北,磨邑隅,适与乙会。率:甲行五,乙行三。问甲、乙行 各几何?答曰:甲出南门八百步,邪东北行四千八百八十七步半,及乙。乙东行 四千三百一十二步半。

      术曰:令五自乘,三亦自乘,并而半之,为邪行率;邪行率减于五自乘者, 余为南行率;以三乘五为乙东行率。
      〔求三率之意与上甲乙同。〕 置邑方,半之,以南行率乘之,如东行率而一,即得出南门步数。
      〔今半方,南门东至隅五里。半邑者,谓为小股也。求以为出南门步数。故 置邑方,半之,以南行句率乘之,如股率而一。〕 以增邑方半,即南行。
      〔半邑者,谓从邑心中停也。〕 置南行步,求弦者,以邪行率乘之;求东行者,以东行率乘之,各自为实。
      实如法,南行率,得一步。
      〔此术与上甲乙同。〕
    ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    构成一个直角三角形,甲的速度为5v,乙的速度为3v,相会时于东门x里处,甲出南门y里折向东北,有方程:

    5/(x+5)=y/(y+5)

    开根(y^2+25)/c=5/(x+5), 求得斜边c=(x+5)(开根(y^2+25))/5

    所以 (y+5+c)/(x+5)=5/3

    因为:xy=25,代入到后一个公式里,出现复杂情况,化简后得到的方程式如下:

    3(x+5)开根(625/x^2+25)+70-x+375/x=0

    再化简下去,是一个一元四次方程,极为复杂,略。





    15:今有木去人不知远近。立四表,相去各一丈,令左两表与所望参相直。从后 右表望之,入前右表三寸。问木去人几何?答曰:三十三丈三尺三寸少半寸。

      术曰:令一丈自乘为实,以三寸为法,实如法而一。

      〔此以入前右表三寸为句率,右两表相去一丈为股率,左右两表相去一丈为 见句。所问木去人者,见句之股。股率当乘见句,此二率俱一丈,故曰自乘之。
      以三寸为法。实如法得一寸。〕
    -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    97/100=(x-100)/x
    解得:x= 3333又1/3寸=33又1/3丈

    “入前右表三寸”是右前表的右侧投影。






    16:今有山居木西,不知其高。山去木五十三里,木高九丈五尺。人立木东三里, 望木末适与山峰斜平。人目高七尺。问山高几何?答曰:一百六十四丈九尺六寸 太半寸。

      术曰:置木高,减人目高七尺, 〔此以木高减人目高七尺,余有八丈八尺,为句率;去人目三里为股率;山 去木五十三里为见股,以求句。加木之高,故为山高也。〕 余,以乘五十三里为实。以人去木三里为法。实如法而一。所得,加木高, 即山高。
      〔此术句股之义。〕
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设山高为h+7尺,有方程:

    (95-7)/h=3x300x6/((53+3)x300x6)

    解得:h=1642又2/3 尺

    所以山高=1649又2/3 尺

    这是利用高差,使用三角形比例定理,求出距离。刘徽后又在海岛算经里单独列出9个问题,继续研究这种测量方法。





    17:今有井,径五尺,不知其深。立五尺木于井上,从木末望水岸,入径四寸。

       问井深几何?答曰:五丈七尺五寸。

      术曰:置井径五尺,以入径四寸减之,余,以乘立木五尺为实。以入径四寸 为法。实如法得一寸。
      〔此以入径四寸为句率,立木五尺为股率,井径之余四尺六寸为见句。问井 深者,见句之股也。〕 今有户不知高、广,竿不知长短。横之不出四尺,从之不出二尺,邪之适出。
      问户高、广、邪各几何?答曰:广六尺。高八尺。邪一丈。
      术曰:从、横不出相乘,倍,而开方除之。所得,加从不出,即户广; 〔此以户广为句,户高为股,户邪为弦。凡句之在股,或矩于表,或方于里。
      连之者举表矩而端之。又从句方里令为青矩之表,未满黄方。满此方则两端之邪 重于隅中,各以股弦差为广,句弦差为袤。故两端差相乘,又倍之,则成黄方之 幂。开方除之,得黄方之面。其外之青知,亦以股弦差为广。故以股弦差加,则 为句也。〕 加横不出,即户高;两不出加之,得户邪。
    -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    设井深为x尺,有方程:

    5/(5+x)=0.4(入径四寸)/5

    解得:x= 57.5 尺






    九章算术 全文完

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  51. 32: 又有圆田,周一百八十一步,径六十步三分步之一。〔淳风等按:周三径一,周一百八十一步,径六十步三分步之一。依密率, 径五十七步二十二分步之一十三。〕 问为田几何?

    答曰:十一亩九十步十二分步之一。

      〔此于徽术,当为田十亩二百八步三百一十四分步之一百十三。淳风等按:依密率,当为田十亩二百五步八十八分步之八十七。〕

    术曰:半周半径相乘得积步。

      〔按:半周为从,半径为广,故广从相乘为积步也。假令圆径二尺,圆中容 六觚之一面,与圆径之半,其数均等。合径率一而外周率三也。
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    [b] 评:这是刘徽的评注,文中也夹杂着李淳风的评注,各以斜线、黑线区别。

    割圆法是在远内用正多边形近似圆形,理论上,只要取多边形边数n--无穷大,这个多边形的边长就等于圆周,这是微积分的概念,理论上是没有错,但是实际上却不那么容易实现,因为涉及到开方,开放的位数必须要达到很高的精度,古人使用算筹计算,做加减乘除尚可,作开方运算实在太困难,而且算筹没有记忆功能,一步算错,全部过程都要重来。很困难。

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  52. 又按:为图,以六觚之一面乘一弧半径,三之,得十二觚之幂。若又割之, 次以十二觚之一面乘一弧之半径,六之,则得二十四觚之幂。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。

    觚面之外,又有余径。以面乘余径,则幂出觚表。若夫觚之细者,与圆合体,则表无余径。表无余径, 则幂不外出矣。以一面乘半径,觚而裁之,每辄自倍。故以半周乘半径而为圆幂。

      此一周、径,谓至然之数,非周三径一之率也。周三者,从其六觚之环耳。以推 圆规多少之觉,乃弓之与弦也。然世传此法,莫肯精核;学者踵古,习其谬失。

      不有明据,辩之斯难。凡物类形象,不圆则方。方圆之率,诚著于近,则虽远可 知也。由此言之,其用博矣。谨按图验,更造密率。恐空设法,数昧而难譬,故 置诸检括,谨详其记注焉。

    ------------------------------------------------------------------------------------------
    评: 以正六边形(六觚)一边中心画一根半径,得到三条半径(三之),这样得到一个正十二变形,再从正十二边形边长中心画一条半径,得到正二十四边形,以此法切割下去,切的越多,周长和圆周的误差越小,切到无穷,就是圆周。
    ------------------------------------------------------------------------------------------

      割六觚以为十二觚术曰:置圆径二尺,半之为一尺,即圆里觚之面也。令 半径一尺为弦,半面五寸为句,为之求股。以句幂二十五寸减弦幂,余七十五寸, 开方除之,下至秒、忽。又一退法,求其微数。微数无名知以为分子,以十为分 母,约作五分忽之二。故得股八寸六分六厘二秒五忽五分忽之二。以减半径,余 一寸三分三厘九毫七秒四忽五分忽之三,谓之小句。觚之半面又谓之小股。为之 求弦。其幂二千六百七十九亿四千九百一十九万三千四百四十五忽,余分弃之。

      开方除之,即十二觚之一面也。
    -----------------------------------------------------------------------------------------
    评:圆直径为2尺,半径=1尺,正六边形边长=1尺,一半=0.5尺,以此后成一个直角三角形OBD,另一个直角边(OD)长=开根0.75=0.86602540378443864676372317075294,

    刘徽开方到OD=0.8660254,开放精度只到小数点后第七位,显然精度是远远不够的。以此向后推算,误差会逐渐放大。

    用半径减去它(OD),得到DC的长度=0.13397459621556135323627682924706

    刘徽算得的答案是DC=0.1339746,精度依然只是小数点后第七位。

    (a12)^2=0.2679491924311223438739861136

    开平方根求求出:a12=0.51763809020504117445447670821358

    刘徽的答案是:(a12)^2=0.267949193445

    a12=0.5176388(刘徽没有给出答案)

    -----------------------------------------------------------------------------------------

      割十二觚以为二十四觚术曰:亦令半径为弦,半面为句,为之求股。置上 小弦幂,四而一,得六百六十九亿八千七百二十九万八千三百六十一忽,余分弃之, 即句幂也。以减弦幂,其余开方除之,得股九寸六分五厘九毫二秒五忽五分忽之 四。以减半径,余三分四厘七秒四忽五分忽之一,谓之小句。觚之半面又谓之小 股。为之求小弦。其幂六百八十一亿四千八百三十四万九千四百六十六忽,余分 弃之。开方除之,即二十四觚之一面也。
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    评:以刘徽求得的12边形边长=0.5176388(刘徽没有给出,只解出了边长的平方)带入求24边形边长,得:

    (a24)^2= 0.06814853761

    a24=0.26105274871372

    刘徽的答案是:(a24)^2=0.068148349466

    a24刘徽未给出答案。以上答案推算,a24= 0.261052388355

    误差越来越大了。
    ------------------------------------------------------------------------------------------

      割二十四觚以为四十八觚术曰:亦令半径为弦,半面为句,为之求股。置上 小弦幕,四而一,得一百七十亿三千七百八万七千三百六十六忽,余分弃之,即 句幂也。以减弦幂,其余,开方除之,得股九寸九分一厘四毫四秒四忽五分忽之 四。以减半径,余八厘五毫五秒五忽五分忽之一,谓之小句。觚之半面又谓之小 股。为之求小弦。其幂一百七十一亿一千二十七万八千八百一十三忽,余分弃之。

      开方除之,得小弦一寸三分八毫六忽,余分弃之,即四十八觚之一面。以半径一 尺乘之,又以二十四乘之,得幂三万一千三百九十三亿四千四百万忽。以百亿除 之,得幂三百一十三寸六百二十五分寸之五百八十四,即九十六觚之幂也。
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    评:以24边形边长a24= 0.261052388带入计算48边形边长,公式:

    求得:(a48)^2=0.017110277721048488

    a48=0.13080626025

    刘徽的答案是:(a48)^2=0.017110278813

    a48刘徽未给出答案,以上答案推算,a48=0.130806264425676494433
    ------------------------------------------------------------------------------------------

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  53.  割四十八觚以为九十六觚术曰:亦令半径为弦,半面为句,为之求股。置次 上弦幂,四而一,得四十二亿七千七百五十六万九千七百三忽,余分弃之,即句 幂也。以减弦幂,其余,开方除之,得股九寸九分七厘八毫五秒八忽十分忽之九。

      以减半径,余二厘一毫四秒一忽十分忽之一,谓之小句。觚之半面又谓之小股。

      为之求小弦。其幂四十二亿八千二百一十五万四千一十二忽,余分弃之。开方除 之,得小弦六分五厘四毫三秒八忽,余分弃之,即九十六觚之一面。
    ------------------------------------------------------------------------------------------
    评:割48成96边形,以a48=0.1308062644带入计算。

    (a96)^2=0.0042821618291826

    a96=0.06544171675488

    刘徽的答案是;(a96)^2=0.004282154012

    a96未给出答案,以上答案推算,a96=0.06543816938

    所以圆周率=3.1410
    ------------------------------------------------------------------------------------------

    以半径一尺 乘之,又以四十八乘之,得幂三万一千四百一十亿二千四百万忽,以百亿除之, 得幂三百一十四寸六百二十五分寸之六十四,即一百九十二觚之幂也。以九十六 觚之幂减之,余六百二十五分寸之一百五,谓之差幂。倍之,为分寸之二百一十, 即九十六觚之外弧田九十六所,谓以弦乘矢之凡幂也。加此幂于九十六觚之幂, 得三百一十四寸六百二十五分寸之一百六十九,则出圆之表矣。故还就一百九十 二觚之全幂三百一十四寸以为圆幂之定率而弃其余分。以半径一尺除圆幂,倍之, 得六尺二寸八分,即周数。令径自乘为方幂四百寸,与圆幂相折,圆幂得一百五 十七为率,方幂得二百为率。方幂二百其中容圆幂一百五十七也。圆率犹为微少。
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    评:刘徽得出,圆周率=314有169/625=3.142704

    最后化简得PI=157/50,取圆周率=3.14
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      案:弧田图令方中容圆,圆中容方,内方合外方之半。然则圆幂一百五十七,其 中容方幂一百也。又令径二尺与周六尺二寸八分相约,周得一百五十七,径得五 十,则其相与之率也。周率犹为微少也。晋武库中汉时王莽作铜斛,其铭曰:律 嘉量斛,内方尺而圆其外,庣旁九厘五毫,幂一百六十二寸,深一尺,积一千六 百二十寸,容十斗。以此术求之,得幂一百六十一寸有奇,其数相近矣。此术微 少。
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    评:把圆周率=3.14代入计算,

    律嘉量斛的底面积 S=((根号2+0.0095)/2)^2x3.14=1.591平方尺

    刘徽是如何求出 S=1.61有奇?

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    而觚差幂六百二十五分寸之一百五。以一百九十二觚之幂为率消息,当取此 分寸之三十六,以增于一百九十二觚之幂,以为圆幂,三百一十四寸二十五分寸 之四。置径自乘之方幂四百寸,令与圆幂通相约,圆幂三千九百二十七,方幂得 五千,是为率。方幂五千中容圆幂三千九百二十七;圆幂三千九百二十七中容方 幂二千五百也。以半径一尺除圆幂三百一十四寸二十五分寸之四,倍之,得六尺 二寸八分二十五分分之八,即周数也。全径二尺与周数通相约,径得一千二百五 十,周得三千九百二十七,即其相与之率。若此者,盖尽其纤微矣。举而用之, 上法仍约耳。当求一千五百三十六觚之一面,得三千七十二觚之幂,而裁其微分, 数亦宜然,重其验耳。
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    评:“而觚差幂六百二十五分寸之一百五”,这句话来得突兀,刘徽怎么知道算出来的?

    “得一千二百五 十,周得三千九百二十七”,这句话估计又是清朝人戴震伪造的,因为李淳风的评注根本不知道有这么一个精准的圆周率,而且从上面的推导过程可以看出,多边形切割得越多,开方误差也越大,累积到最后,已经无法得到一个足够精确的圆周率来。
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      淳风等案:旧术求圆,皆以周三径一为率。若用之求圆周之数,则周少径多。

      用之求其六觚之田,乃与此率合会耳。何则?假令六觚之田,觚间各一尺为面, 自然从角至角,其径二尺可知。此则周六径二与周三径一已合。恐此犹为难晓, 今更引物为喻。设令刻物作圭形者六枚,枚别三面,皆长一尺。攒此六物,悉使 锐头向里,则成六觚之周,角径亦皆一尺。更从觚角外畔,围绕为规,则六觚之 径尽达规矣。当面径短,不至外规。若以径言之,则为规六尺,径二尺,面径皆 一尺。面径股不至外畔,定无二尺可知。故周三径一之率于圆周乃是径多周少。

      径一周三,理非精密。盖术从简要,举大纲,略而言之。刘徽特以为疏,遂改张 其率。但周、径相乘,数难契合。徽虽出斯二法,终不能究其纤毫也。祖冲之以 其不精,就中更推其数。今者修撰,捃摭诸家,考其是非,冲之为密。故显之于 徽术之下,冀学者知所裁焉。〕[/b]
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    评:这里李淳风不仅对刘徽的割圆术嗤之以鼻(确实很简单呢,只不过是重复使用毕达哥拉斯定理,需要足够的耐心去开方),而且指出刘徽的圆周率不够精准,李淳风在评注里屡次提到圆周率的密率(最精确的数值)是22/7,完全无视了刘徽3927/1250 圆周率的存在。

    可见,清朝编撰算经十书的戴震,篡改的原文不止一处,这里刘徽的3.1416的圆周率,也是戴震伪造的!
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  54. 又术曰:周、径相乘,四而一。

      〔此周与上觚同耳。周、径相乘,各当一半。而今周、径两全,故两母相乘 为四,以报除之。于徽术,以五十乘周,一百五十七而一,即径也。以一百五十 七乘径,五十而一,即周也。新术径率犹当微少。据周以求径,则失之长;据径 以求周,则失之短。诸据见径以求幂者,皆失之于微少;据周以求幂者,皆失之 于微多。

      淳风等按:依密率,以七乘周,二十二而一,即径;以二十二乘径,七而一, 即周。依术求之,即得。〕
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    评:李淳风指出,圆周率的密率是22/7
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    又术曰:径自相乘,三之,四而一。

      〔按:圆径自乘为外方,三之,四而一者,是为圆居外方四分之三也。若令 六觚之一面乘半径,其幂即外方四分之一也。因而三之,即亦居外方四分之三也。

      是为圆里十二觚之幂耳。取以为圆,失之于微少。于徽新术,当径自乘,又以一 百五十七乘之,二百而一。

      淳风等按:密率,令径自乘,以十一乘之,十四而一,即圆幂也。〕


    又术曰:周自相乘,十二而一。

      〔六觚之周,其于圆径,三与一也。故六觚之周自相乘为幂,若圆径自乘者 九方。九方凡为十二觚者十有二,故曰十二而一,即十二觚之幂也。今此令周自 乘,非但若为圆径自乘者九方而已。然则十二而一,所得又非十二觚之幂也。若 欲以为圆幂,失之于多矣。以六觚之周,十二而一可也。于徽新术,直令圆周自 乘,又以二十五乘之,三百一十四而一,得圆幂。其率:二十五者,周幂也;三 百一十四者,周自乘之幂也。置周数六尺二寸八分,令自乘,得幂三十九万四千 三百八十四分。又置圆幂三万一千四百分。皆以一千二百五十六约之,得此率。
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    评:九章算术里指出,圆面积 S=半周x半径=周长自乘/12(圆周率=3)

    刘徽提出圆面积 S=周长自乘x25/314,这里绝口不提圆周率密率=3927/1250=3.1416.
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      淳风等按:方面自乘即得其积。圆周求其幂,假率乃通。但此术所求用三、 一为率。圆田正法,半周及半径以相乘。今乃用全周自乘,故须以十二为母。何 者?据全周而求半周,则须以二为法。就全周而求半径,复假六以除之。是二、 六相乘,除周自乘之数。依密率,以七乘之,八十八而一。〕
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    评:李淳风指出,刘徽的公式不准确,圆面积公式应该是:

    S=周长自乘x7/88


    从这里也可以看出,李淳风完全不知道有个355/113的密率存在,如果有,圆面积最准确的公式应该是:S=周长自乘x113/1340,这才是最准确的圆面积求导公式。

    由此可见,祖冲之的圆周率不过是戴震编纂四库全书时篡改的!

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  55. 《算经十书》 正文

      乾嘉学派的算学研究活动,对十九世纪中国数学发展造成极深远的影响。通过他们的辑失、校勘与考证等工作,失传五百年之久的古算典籍《算经十书》 ,乃至宋金元四大家的杰出作品,才得以重见天日,并进一步成为十九世纪中国数学家所凭仗的主要研究资源之一,更值得注意的,是“谈天三友”:焦循(1763~1820年)、汪莱(1768~1813年)和李锐(1768~1817年),在方程论和符号代数上的成就,为中国传统古算可以更新,留下了最优美的一个脚注!   


    不过,乾嘉学派的过度醉心复古,却不可避免地在算学的认识上造成了一些局限,他们对汪莱的算学创新无法赋与恰当的评价,可以说是相当显著的例证之一。由于汪莱的《衡斋算学》概以“西法”立论,而且多半无关“兴复古学昌明中法”的宏旨,因此,汪莱被批评为“尤于西学太深,虽极加驳斥,究未能出其范围”,当然就很容易了解了。   



    这个例子发生在乾嘉学派大儒钱大昕、阮元以及杰出数学家李锐身上。钱大昕先是从《隋书律历志》,获知祖冲之的圆周率π值的估计:   

    古之九数,圆周率三圆径率一,其术疏舛,自刘歆、张衡、刘徽、王蕃、皮延宗之徒,各设新率,未臻折衷。宋末南徐州从事史祖冲之更开密率,以圆径一亿为一丈,圆周盈数三(刻本作二,误)丈一尺四寸一分五厘九毫二秒七忽,朒数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒六忽,正数在盈朒二限之间,密率圆径一百一十三,圆周三百五十五,约率圆径七,周二十二。又设开差幕、开差立,兼以正圆参之,指要精密,算氏之最者也。   

    圆周径率,自刘徽、祖冲之以来,虽小有同异,大要皆径一周三一四而已。溉亭独创为三一六之率,与诸家之说迥殊。余考秦九韶《数学九章》「环田三积术」,其求周以径幂进位为实,开方为圆积,是九韶亦以三一六为圆率,与溉亭所创率正同,盖精思所到,闇合古人也。江宁谈教谕秦,今之算学名家,曾作一丈径木板,以篾尺量其周,正得三丈一尺六寸奇,以为溉李之说,至当不可易也。   


    针对这样的断言,乾嘉学派的算学家似乎都不曾提出评论,有意见的,反倒是些热衷西学的算学家,譬如曾任江苏巡抚的徐有壬(1800~1860年)即以“内容外切,反复课之,其说遂破。”   

    有关徐有壬的这一辨驳,并未刻入现传的《务民义斋算学》,上一段引文出自诸可宝撰着的《畴人传三编》,但无法知道原始数据为何。不过,稍早的董佑诚(1791~1823年)已经发难在先了,在他的《董方立遗书》中,论文《圆径求周辨》就是为此目的而写。   


    董佑诚字方立,江苏阳湖(今常州市)人,少年时工为骈体文词,继通数理、舆地之学。晚清张之洞的《书目答问》(1875年)曾把他归类为骈体文家和中西法兼用算学家。其实,我们光看他的算学著作如《割圜连比例图解》(1819年)、《堆垛求积术》、《椭圆求周术》和《斜弧三边求角补术》(后三种都撰于1821年),即可断定他比较热衷西学。   

    董佑诚的《割圜连比例图解》 ,是在北京友人朱鸿处见到明安图的《割圜密率捷法》第一卷抄本以后,“反复寻绎,究其立法之原”而写成的。《割圜密率捷法》第一卷纳入“西士杜德美圆径求周诸术”,因此,董佑诚对于杜德美的π近似值当不陌生。然而,董佑诚在他的论文《圆径求周辨》中,却只字不提杜德美,反倒是口口声声刘徽,利用刘徽的“割圆术”和它的改良形式「今割圆术」,来证明阮元、钱大昕、钱塘乃至李锐的谬误!
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    从古至今,钱大昕是第一个引用了隋书-律历志 里的祖冲之圆周率,之前没有任何人知道和引用过这个圆周率!

    戴震(1724年1月19日-1777年7月1日),乾隆三十八年(1773年),因纪昀的推荐为《四库全书》纂修官。乾隆四十年(1775年),戴震篡改隋书、算经十书等古书的时间就是在1773-1777年这四年之间。

    钱大昕(1728年—1804年),钱虽然只比戴震小四岁,但比戴震多活了27年,在戴震死后(或死前不久),钱才从隋书上发现了祖冲之有这么一个圆周率,虽然公之于众,但钱本人还是固执地认为圆周率=3.16!

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  56. 刘徽的割圆术使用内接多边形面积近似替代圆面积,阿基米德的方法是用内接多边形周长替代圆周。

    显然阿基米德方法更好,因为逼近的速度更快。

    以圆内接正六边形为例,阿基米德可以很轻松地把pi推到3,而刘徽的方法只能推到2.598,内接圆达到十二边形时,才可以推到3,完全慢了一拍,而且边长依然要用毕达哥拉斯定理反复开方,没有任何简化运算。

    所以阿基米德只需要计算96边形的边长,就可以推导出pi=22/7,而刘徽必须计算到192边形的面积,才能把pi推到157/50.

    两种方法的优劣可见一斑。

    所以李淳风对刘徽的割圆术嗤之以鼻。

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  57. 23: 又有积一万六千四百四十八亿六千六百四十三万七千五百尺。问为立圆径几 何?答曰:一万四千三百尺。
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    直径=开立方 16V/9=14300 尺




      〔依密率,为径一万四千六百四十三尺四分尺之三。〕 开立圆术曰:置积尺数,以十六乘之,九而一,所得,开立方除之,即立 圆径。

      〔立圆,即丸也。为术者,盖依周三径一之率。令圆幂居方幂四分之三,圆 囷居立方亦四分之三。更令圆囷为方率十二,为丸率九,丸居圆囷又四分之三也。

      置四分自乘得十六,三分自乘得九,故丸居立方十六分之九也。故以十六乘积, 九而一,得立方之积。丸径与立方等,故开立方而除,得径也。然此意非也。何 以验之?取立方棋八枚,皆令立方一寸,积之为立方二寸。规之为圆囷,径二寸, 高二寸。又复横因之,则其形有似牟合方盖矣。八棋皆似阳马,圆然也。按:合 盖者,方率也,丸居其中,即圆率也。推此言之,谓夫圆囷为方率,岂不阙哉? 以周三径一为圆率,则圆幂伤少;令圆囷为方率,则丸积伤多,互相通补,是以 九与十六之率偶与实相近,而丸犹伤多耳。观立方之内,合盖之外,虽衰杀有渐, 而多少不掩。判合总结,方圆相缠,浓纤诡互,不可等正。欲陋形措意,惧失正 理。敢不阙疑,以俟能言者。

      黄金方寸,重十六两;金丸径寸,重九两,率生于此,未曾验也。《周官· 考工记》:“朅氏为量,改煎金锡则不耗,不耗然后权之,权之然后准之,准之 然后量之。”言炼金使极精,而后分之则可以为率也。令丸径自乘,三而一,开 方除之,即丸中之立方也。假令丸中立方五尺,五尺为句,句自乘幂二十五尺。

      倍之得五十尺,以为弦幂,谓平面方五尺之弦也。以此弦为股,亦以五尺为句, 并句股幂得七十五尺,是为大弦幂。开方除之,则大弦可知也。大弦则中立方之 长邪,邪即丸径。故中立方自乘之幂于丸径自乘之幂,三分之一也。今大弦还乘 其幂,即丸外立方之积也。大弦幂开之不尽,令其幂七十五再自乘之,为面,命 得外立方积,四十二万一千八百七十五尺之面。又令中立方五尺自乘,又以方乘 之,得积一百二十五尺,一百二十五尺自乘,为面,命得积,一万五千六百二十 五尺之面。皆以六百二十五约之,外立方积,六百七十五尺之面,中立方积,二 十五尺之面也。

      张衡算又谓立方为质,立圆为浑。衡言质之与中外之浑:六百七十五尺之面, 开方除之,不足一,谓外浑积二十六也;内浑,二十五之面,谓积五尺也。今徽 令质言中浑,浑又言质,则二质相与之率犹衡二浑相与之率也。衡盖亦先二质之 率推以言浑之率也。衡又言:“质,六十四之面;浑,二十五之面。”质复言浑, 谓居质八分之五也。又云:方,八之面;圆,五之面。”圆浑相推,知其复以圆 囷为方率,浑为圆率也,失之远矣。衡说之自然欲协其阴阳奇偶之说而不顾疏密 矣。虽有文辞,斯乱道破义,病也。置外质积二十六,以九乘之,十六而一,得 积十四尺八分尺之五,即质中之浑也。以分母乘全内子,得一百一十七。又置内 质积五,以分母乘之,得四十,是谓质居浑一百一十七分之四十,而浑率犹为伤 多也。假令方二尺,方四面,并得八尺也,谓之方周。其中令圆径与方等,亦二 尺也。圆半径以乘圆周之半,即圆幂也。半方以乘方周之半,即方幂也。然则方 周知,方幂之率也;圆周知,圆幂之率也。按:如衡术,方周率八之面,圆周率 五之面也。令方周六十四尺之面,圆周四十尺之面也。又令径二尺自乘,得径四 尺之面,是为圆周率十之面,而径率一之面也。衡亦以周三径一之率为非,是故 更著此法,然增周太多,过其实矣。

      淳风等按:祖暅之谓刘徽、张衡二人皆以圆囷为方率,丸为圆率,乃设新 法。祖暅之开立圆术曰:“以二乘积,开立方除之,即立圆径。其意何也?取 立方棋一枚,令立枢于左后之下隅,从规去其右上之廉;又合而衡规之,去其前 上之廉。于是立方之棋分而为四,规内棋一,谓之内棋;规外棋三,谓之外棋。

      规更合四棋,复横断之。以句股言之,令余高为句,内棋断上方为股,本方之数, 其弦也。句股之法:以句幂减弦幂,则余为股幂。若令余高自乘,减本方之幂, 余即内棋断上方之幂也。本方之幂即此四棋之断上幂。然则余高自乘,即外三棋 之断上幂矣。不问高卑,势皆然也。然固有所归同而途殊者尔。而乃控远以演类, 借况以析微。按:阳马方高数参等者,倒而立之,横截去上,则高自乘与断上幂 数亦等焉。夫叠棋成立积,缘幂势既同,则积不容异。由此观之,规之外三棋旁 蹙为一,即一阳马也。三分立方,则阳马居一,内棋居二可知矣。合八小方成一 大方,合八内棋成一合盖。内棋居小方三分之二,则合盖居立方亦三分之二,较 然验矣。置三分之二,以圆幂率三乘之,如方幂率四而一,约而定之,以为丸率。

      故曰丸居立方二分之一也。”等数既密,心亦昭晢。张衡放旧,贻哂于后,刘徽 循故,未暇校新。夫岂难哉,抑未之思也。依密率,此立圆积,本以圆径再自乘, 十一乘之,二十一而一,得此积。今欲求其本积,故以二十一乘之,十一而一。

      凡物再自乘,开立方除之,复其本数。故立方除之,即丸径也。〕
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    这段李淳风评注中指出祖暅求园体积的具体过程,感觉也不太靠谱,有可能是戴震添加进去的。

    圆体积公式=4/3pir^3,以上文推算,v=11/21xd^3=88/21xr^3,以pi=22/7计算,完全吻合。

    圆球体积为外接正方体体积的11/21,刘徽认为等于外接正方体体积1/2,不对。

    现在无法查找后世是否有人引用过这个公式。

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  58. 九章算术:

    〔按:半周为从,半径为广,故广从相乘为积步也。假令圆径二尺,圆中容 六觚之一面,与圆径之半,其数均等。合径率一而外周率三也。

      又按:为图,以六觚之一面乘一弧半径,三之,得十二觚之幂。若又割之, 次以十二觚之一面乘一弧之半径,六之,则得二十四觚之幂。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。觚面之外,又有余径。

      以面乘余径,则幂出觚表。若夫觚之细者,与圆合体,则表无余径。表无余径, 则幂不外出矣。以一面乘半径,觚而裁之,每辄自倍。故以半周乘半径而为圆幂。

      此一周、径,谓至然之数,非周三径一之率也。周三者,从其六觚之环耳。以推 圆规多少之觉,乃弓之与弦也。然世传此法,莫肯精核;学者踵古,习其谬失。

      不有明据,辩之斯难。凡物类形象,不圆则方。方圆之率,诚著于近,则虽远可 知也。由此言之,其用博矣。谨按图验,更造密率。恐空设法,数昧而难譬,故 置诸检括,谨详其记注焉。

      割六觚以为十二觚术曰:置圆径二尺,半之为一尺,即圆里觚之面也。令 半径一尺为弦,半面五寸为句,为之求股。以句幂二十五寸减弦幂,余七十五寸, 开方除之,下至秒、忽。又一退法,求其微数。微数无名知以为分子,以十为分 母,约作五分忽之二。故得股八寸六分六厘二秒五忽五分忽之二。以减半径,余 一寸三分三厘九毫七秒四忽五分忽之三,谓之小句。觚之半面又谓之小股。为之 求弦。其幂二千六百七十九亿四千九百一十九万三千四百四十五忽,余分弃之。

      开方除之,即十二觚之一面也。

      割十二觚以为二十四觚术曰:亦令半径为弦,半面为句,为之求股。置上 小弦幂,四而一,得六百六十九亿八千七百二十九万八千三百六十一忽,余分弃之, 即句幂也。以减弦幂,其余开方除之,得股九寸六分五厘九毫二秒五忽五分忽之 四。以减半径,余三分四厘七秒四忽五分忽之一,谓之小句。觚之半面又谓之小 股。为之求小弦。其幂六百八十一亿四千八百三十四万九千四百六十六忽,余分 弃之。开方除之,即二十四觚之一面也。

      割二十四觚以为四十八觚术曰:亦令半径为弦,半面为句,为之求股。置上 小弦幕,四而一,得一百七十亿三千七百八万七千三百六十六忽,余分弃之,即 句幂也。以减弦幂,其余,开方除之,得股九寸九分一厘四毫四秒四忽五分忽之 四。以减半径,余八厘五毫五秒五忽五分忽之一,谓之小句。觚之半面又谓之小 股。为之求小弦。其幂一百七十一亿一千二十七万八千八百一十三忽,余分弃之。

      开方除之,得小弦一寸三分八毫六忽,余分弃之,即四十八觚之一面。以半径一 尺乘之,又以二十四乘之,得幂三万一千三百九十三亿四千四百万忽。以百亿除 之,得幂三百一十三寸六百二十五分寸之五百八十四,即九十六觚之幂也。

      割四十八觚以为九十六觚术曰:亦令半径为弦,半面为句,为之求股。置次 上弦幂,四而一,得四十二亿七千七百五十六万九千七百三忽,余分弃之,即句 幂也。以减弦幂,其余,开方除之,得股九寸九分七厘八毫五秒八忽十分忽之九。

      以减半径,余二厘一毫四秒一忽十分忽之一,谓之小句。觚之半面又谓之小股。

      为之求小弦。其幂四十二亿八千二百一十五万四千一十二忽,余分弃之。开方除 之,得小弦六分五厘四毫三秒八忽,余分弃之,即九十六觚之一面。以半径一尺 乘之,又以四十八乘之,得幂三万一千四百一十亿二千四百万忽,以百亿除之, 得幂三百一十四寸六百二十五分寸之六十四,即一百九十二觚之幂也。以九十六 觚之幂减之,余六百二十五分寸之一百五,谓之差幂。倍之,为分寸之二百一十, 即九十六觚之外弧田九十六所,谓以弦乘矢之凡幂也。加此幂于九十六觚之幂, 得三百一十四寸六百二十五分寸之一百六十九,则出圆之表矣。故还就一百九十 二觚之全幂三百一十四寸以为圆幂之定率而弃其余分。以半径一尺除圆幂,倍之, 得六尺二寸八分,即周数。令径自乘为方幂四百寸,与圆幂相折,圆幂得一百五 十七为率,方幂得二百为率。方幂二百其中容圆幂一百五十七也。圆率犹为微少。

      案:弧田图令方中容圆,圆中容方,内方合外方之半。然则圆幂一百五十七,其 中容方幂一百也。又令径二尺与周六尺二寸八分相约,周得一百五十七,径得五 十,则其相与之率也。周率犹为微少也。晋武库中汉时王莽作铜斛,其铭曰:律 嘉量斛,内方尺而圆其外,庣旁九厘五毫,幂一百六十二寸,深一尺,积一千六 百二十寸,容十斗。以此术求之,得幂一百六十一寸有奇,其数相近矣。此术微 少。而觚差幂六百二十五分寸之一百五。以一百九十二觚之幂为率消息,当取此 分寸之三十六,以增于一百九十二觚之幂,以为圆幂,三百一十四寸二十五分寸 之四。置径自乘之方幂四百寸,令与圆幂通相约,圆幂三千九百二十七,方幂得 五千,是为率。方幂五千中容圆幂三千九百二十七;圆幂三千九百二十七中容方 幂二千五百也。以半径一尺除圆幂三百一十四寸二十五分寸之四,倍之,得六尺 二寸八分二十五分分之八,即周数也。全径二尺与周数通相约,径得一千二百五 十,周得三千九百二十七,即其相与之率。若此者,盖尽其纤微矣。举而用之, 上法仍约耳。当求一千五百三十六觚之一面,得三千七十二觚之幂,而裁其微分, 数亦宜然,重其验耳。
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    这段是经过戴震之手编纂的九章算术注解,上文是刘徽用割圆术求圆周率,过程倍尽详细,最后推出圆周率=3927/1250=3.1416,对照戴震伪造古人的“勾股割圆术”,再看这一段,就不难发现,刘徽叙述的这段割圆术实际上是戴震的手笔。

    因为后面李淳风的注解直接就抨击刘徽的圆周率(157/50=3.14)不够精准,应该以22/7为密率,完全无视了刘徽的3.1416的圆周率。

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  59. 支那古人根本就不知道如何去开方,他们对直角三角形的理解只是在3,4,5的一个特例,9,16,25或者36,49,64,81这样的数,他们能开方出来(其实是凑出来)。

    知道宋金时期,支那人才知道了另一组勾股数:12,13,5,依然不会开方。

    直到明朝中后期,欧洲人把数学传入支那后,支那人才学会用开方来求解任意边长。

    显见,刘徽这段用于毕达哥拉斯定理求解多边形边长的话,是明朝之后的人伪造。

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