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第七章 高次方程数值解法 第一节 开平方

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中国古代,求n√A,及a0xn+a1xn-1+…an-1x+an=0的正根(n=2、3、4、……)的方法都叫开方术,是最为发达的数学分支之一。汉唐千余年间,人们只能开正系数的平方、立方,宋元时代,发展为开任意有理系数的高次方。

《周髀》载陈子应用勾股定理测望太阳距离时要开平方,但无开方程序。《九章》少广章提出了世界上最早的开平方的完整抽象程序。刘徽认为,开平方的几何意义是已知一正方形面积求其边长。《九章》按四行布算,最上行准备放议得(即根),下面一行布置被开方数,称为实,第三行是法,最下一行是借一算,与实的个位相齐,这相当于x2=A,如(1)。将借算自右向左隔一位移一步,至不能移为止。根的位数比移的步数多1,实是个位、十位数,借一算根是一位数,实是三位、四位数,借算移一步,根是二位数,依此类推,如(2)。议所得(根的第一位)a1,以a1乘借算102n得102na1,为法,应使A÷102na1得到a1后余数小于102na12。刘徽认为这一步是以a1乘法102na1减A,即A-102na12<102na12,如(3)。其几何意义是从面积为A的正方形中减去以10na1为边长的正方形黄甲,如图27。

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