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乘法公式》扩展资料精选

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  《乘法公式》扩展资料精选贾宪三角中国的数学发展到宋元时期,终于走到了它的高峰。在这个数学创新的黄金时期中,各种数学层出不穷,令人目不暇接。其中特别引人注目的,当首推北宋数学家贾宪创制的“贾宪三角”了。由于史书没有贾宪的传记,所以我们今天对这位数学家的生平事迹已经无法搞清楚了。只知道他曾经当过宋代“左班殿直”的小官,是当时天文数学家楚衍的学生,还写过两部数学著作,可惜这两部著作现在都失传了。幸亏南宋数学家杨辉在他的书中引述了贾宪的许多数学思想资料,才使我们今天得以了解贾宪在数学上的重大贡献。贾宪最著名的数学成就,是他创制了一幅数字图式,即“开方作法本源图”(见图1)。这幅图现见于杨辉的书中,但杨辉在引用了这幅图后特意说明:“贾宪用此术”。所以过去我国数学界把这幅图称为“杨辉三角”,实际上是不妥当的,应该称为“贾宪三角”才最为恰当。开方作法本源图用现代的数学术语来说,这幅“开方作法本源图”实际上是一个指数为正整数的二项式系数表。稍懂代数的读者都知道:如果把以上式子中等号右边的各个系数排列起来,则可得:这正好与“开方作法本源图”上的数字完全相符。这样一种二项式系数的展开规律,在数学史上被称为“帕斯卡三角形”。帕斯卡是法国数学家,他是在1654年所著的书中给出类似于贾宪“开方作法本源图”的数字三角形表的(见图2)。其实在欧洲,类似的数字三角形也并非帕斯卡最先发明,只是开始没有广泛流传罢了。最古的此类数字三角形,可以上溯到1527图相比,已经晚了四百多年。因此我们完全有理由把这项中国人最先发明的数学称为“贾宪三角”而载人史册。不仅如此,贾宪的这个图还蕴含了图中数字的产生规律。细心的读者也许已经发现,这个三角形的两条斜边都是由数字1所组成的,而其他的数都等于它肩上的两个数相加。按此规律,这个数字三角形可以写到任意多层;也就是说,二项式任意正整次幂的系数展开都可以按照这个图很容易地得到。帕斯卡三角形根据杨辉的记载,贾宪求“开方作法本源图”中各项系数的方法,就是他在方、开立方中所用的新法——“增乘开方法”。应用这种“增乘开方法”,既可求得任意高次展开式系数,又可进行任意高次幂的开方。在贾宪之前,从汉代一直到唐代的一千多年时间里,中国古代数学家只能进行正数的方和开立方运算,对于四次方以上的高次幂开方没有什么好的方法。直到贾宪的“增乘开方法”问世,才真正找到了开高次方的最佳方法,并能用它开任意有理数的高次方。这在中国数学史乃至世界数学史上,都是具有极其重要的价值的。以后的数学家在这个基础上继续前进,又把它推广为任意高次方程的数值解法。南宋时期的数学家秦九韶在系统总结前人的基础上,终于把以增乘开方法为主体的高次方程数值解法发展到了十分完备的程度。在秦九韶的著作中,方程的系数既有正的,也有负的;既有整数,也有小数;方程的次数最高达10次方。如:其解法与现代通常使用的“霍纳法”(由英国数学家霍纳于1819年给出)基本一致,但比霍纳法要早了五百多年。从贾宪到秦九韶逐步发展完备起来的高次方程数值解法,是中国数学在宋元时期的一项杰出的创造。贾宪(JiaXian,约11世纪)中国数学家。北宋人,生平籍贯不详,活动在11世纪上半叶。他是数学家、天文学家楚衍的,在朝廷里任左卷,后者已失传,前者以刘徽注、李淳风等注《九章算术》为底本,并因被杨辉的《详解九章算法》全部而今存约三分之二。其中设立若干新的题目,提出若干新的法(术),并作细草,对《九章算术》的术文进一步加工抽象,从而发展了中国古典数学的算论,在算法的抽象化、程序化、一般化方面做出了极大贡献。贾宪总结《九章算术》以来的开方程序,提出立成释锁法,即借助一张数表进行开方的方法,并创造“开方作法本源”(今称贾宪三角),作为其立成。贾宪三角是将0次的二次式展开式的系数,自上而下排成的三角形(如图),并提出增乘方求廉法作为造表法,可见贾宪可以开任意高次方。贾宪三角后来还成为解决垛积问题的工具。中亚的卡西于1427年,欧洲在16,17世纪也发现了这种系数规律,称之为“帕斯卡三角形”。贾宪最突出的贡献是创造增乘开方法,以随乘随加代替一次使用贾宪三角的系数计算减根方程,比立成释锁法简捷、整齐,更具程序性,并列出了开二次方、三次方、四次方的开方图。这种方法后来被南宋秦九韶等发展为求高次方程正根的正负开方术,成为宋元数学最发达的一个分支。后来中亚也创造了同类的方法。而在欧洲,直到19世纪初才先后由意大利数学家鲁菲尼和英国的霍纳创造出来,所以称之为鲁菲尼一霍纳法或霍纳法。贾宪还继承刘徽解方程的互乘相消法,并因地制宜,有时使用互乘相消法,有时使用直除法。贾宪是宋元数学的主要推动者之一。