算术中求物体体积的方法,如当萌、刍童、方池、冥谷、堑堵、鳖臑、圆锥、阳马等,各种形状的物体都具备了,只是没有隙积术,今天小编就来说说关于古人渴求的笔法?下面更多详细答案一起来看看吧!

古人渴求的笔法(隙积术与会圆术)

古人渴求的笔法

算术中求物体体积的方法,如当萌、刍童、方池、冥谷、堑堵、鳖臑、圆锥、阳马等,各种形状的物体都具备了,只是没有隙积术。

古代的算法:凡计算物体的体积,有立方体,是指六个面都是正方形的物体,其计算方法是把一条边自乘两次就可以求得了。

有堑堵,是指有点像土墙形状的物体,两边是斜的,两头的面是垂直的。它的截面积的算法是:先把上、下底的宽相加,除以二,作为截面的宽,用直高与它相乘求得了一个值;再将直高作为股,用上底面的宽减去下底面的宽,所得之差除以二作为勾,用勾股定理算出弦,就是它的斜边长。

有刍童,是指有点像倒扣的方斗形状,四侧面都是斜面。它的计算方法是:将上底面的长乘以二,与下底面的长相加,再与上底面的宽相乘;将下底面的长乘以二,与上底面的长相加,再与上底面的宽相乘;把这两个数值相加,与高相乘,再取其六分之一(就求得了它的体积)。

隙积,是指堆垒起来而其中有空隙的物体,像堆叠起来的棋子、分层建造起来的土坛以及酒馆里堆垒起来的酒坛子一类的物体。它们虽然像倒扣着的斗,四侧都是斜面,但是由于边缘存在着一定的残缺或空隙,如果用刍童法计算,所得的数量往往比实际的要少。沈括想出了一种计算方法:

用刍童法算出它的上位、下位数值,另外单独列出它的下底宽,减去上底宽,将所得之差乘以高,取其六分之一,再并入前面的数目就可以了。假设有用酒坛子垒成的堆垛,最上层的长、宽都是两只坛子,最下层的长、宽都是十二只坛子,一层层交错堆垛好。先从最上层数起,数到有十二只坛子的地方,正好是十一层。用刍童法来计算,把上层的长乘以二得四,与下层的长相加得十六,与上层的宽相乘,得三十二;再把下层的长乘二得二十四,与上层的长相加得二十六,与下层的宽相乘,得三百一十二;上,下两数相加,得三百四十四,乘以高得三千七百八十四。另外将下层宽十二减去上层约宽,得十,与高相乘,得一百一十,与前面的数字相加,得三千八百九十四;取它的六分之一,得六百四十九。这就是这堆酒坛的数量。

运用刍童法算出的是实物的体积,运用隙积法算出的是空缺部分拼合成的体积,也可以算出多余的体积。

丈量土地的方法,方、圆、曲、直的算法都有,不过没有会合圆的算法。凡是圆形的土地,既能够拆开来,也应该能让他拼合起来恢复圆形。

古代的算法:只用中破圆法把圆形拆开来计算,它的误差有达三倍之多的。沈括另外设计了一种拆开、会合的计算方法。假设有一块圆形的土地,用它的直径的一半作为弦,再以半径减去所割下的弧形的高,用它们的差作为股;弦、股各自平方,将它们的差开平方后作为勾,再乘以二,就是所割弧形田的弦长。把所割的弧形田的高平方,乘以二,再除以圆的直径,所得的商再加上弧形的弦长,便是所割弧形田的孤长。再割一块田也像这样计算,用总的弧长减去己割部分的弧长,就是再割之田的弧长了。假如有块圆形的土地,直径是十步,想使割出的圆弧高二步,就用圆半径五步作为弦,五步自乘得二十五;再用半径减去弧形的高二步,它们的差三步作为股,自乘得九;用它与弦二十五相减得十六,开平方得四,这就是勾,再乘以二,就是弧的弦长。把圆弧的高二步自乘,得四,再乘以二得八,退上一位为四尺,用圆的直径相除。现今圆的直径为十,己经满了整十数,不可除。只用四尺加下圆弧直径,就是所割圆的弧长,共得圆弧直径八步四尺。再割一块圆田,也依照这种方法。如果圆直径是二十步,要求弧长,就应当折半,也就是说要用圆弧的半径来除它。

这两种方法都涉及精确的算法,是古书里没有说到的,随笔记录于此。

真得感谢沈括的随笔记录,还耐心地通过详尽的实例进行数据分析,让我们明了积隙法和会圆法的推研、计算方法

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