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贾宪三角

/Jia Xian triangle/
条目作者郭书春

郭书春

最后更新 2024-12-05
浏览 376
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开方作法本源图的今称,中国北宋数学家贾宪首创。西方称之为帕斯卡三角,晚于贾宪600多年。

英文名称
Jia Xian triangle
所属学科
科学技术史

贾宪三角是一个指数为正整数的二项式定理系数表。杨辉在《详解九章算法》中曾记载“出释锁算书,贾宪用此术”。原图下面有五句话:“左衺乃积数,右衺乃隅算,中藏者皆廉,以廉乘商方,命实而除之。”前三句说明了贾宪三角的结构和它们在开方术中的作用。每一行中的数字依次表示二项式展开式的各行系数。最外左、右斜线上的数字,分别是各次开方中积数()和隅算()的系数,中间的数字“二”“三、三”“四、六、四”等,分别是各次开方中的廉(积、隅、廉皆来自古代开方术的几何解释。以开平方为例,初商a的平方,在图形中是一个大正方形,称为“积”,次商b的平方在图形中是占据一角的小正方形,称为“隅”,而2ab位于图形的两侧边,故称为“廉”)。在贾宪三角后,附有“增乘方求廉法”即“释锁求廉本源”,即“列所开方数,以隅算一,自下增入前位至首位而止。复以隅算如前升增,递低一位求之”。根据“法”后注明的“草”,求开六次方的廉的程序如下:

列五位,隅算在外。以隅算一,自下增入前位,至首位而止。首位得六,第二位得五,第三位得四,第四位得三,下一位得二。

求第二位:六旧数。五加十而止。四加六为十。三加三为六。二加一为三。

求第三位:六。十五并旧数。十加十而止。六加四为十。三加一为四。

求第四位:六。十五。二十并旧数。十加五而止。四加一为五。

求第五位:六。十五。二十。十五并旧数。五加一为六。

上廉二廉三廉四廉下廉。

亦即:

隅算
⇐递加111111
第一位 654321
第二位 615(止)10631
第三位 61520(止)1041
第四位 6152015(止)51
第五位 61520156(止)1

最后得到的6、15、20、15、6就是六次方的各廉。用这种随乘随加的增乘过程,可以求任意次方的廉,表明当时已把传统的开方术推广到开高次方。同时,求贾宪三角各廉的增乘步骤,可以直接用来开方,从而创造了高次方程数值解法的新途径,这就是贾宪的另一成就——增乘开方法。

贾宪三角贾宪三角

元初朱世杰把贾宪三角由七层推广到九层(八次幂),用两组平行线将贾宪三角的各数联结起来,称为“古法七乘方图”。这为高阶等差级数求和问题和高次招差法的发展,提供了有力的数学工具。贾宪三角对宋元数学的发展实有肇始之功。

  • [宋]杨辉.详解九章算法//永乐大典.北京:中华书局,1959.
  • 郭书春.中国科学技术典籍通汇·数学卷 第1册.郑州:河南教育出版社(大象出版社),1993.
  • 郭书春.中国科学技术史·数学卷.北京:科学出版社,2010.

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