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第七章 高次方程数值解法 第二节 开立方

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《九章算术》也提出了开立方的完整程序。

开立方术曰:置积为实。借一算步之,超二等。议所得,以再乘所借一算为法,而除之。除已,三之为定法。复除,折而下。以三乘所得数置中行。复借一算置下行。步之,中超一,下超二等。复置议,以一乘中,再乘下,皆副以加定法。以定法除。除已,倍下、并中从定法。复除,折下如前。开之不尽者,亦为不可开。若积有分者,通分内子为定实。定实乃开之,讫,开其母以报除。若母不可开者,又以母再乘定实,乃开之。讫,令如母而一。

图28 开立方术示意

明白了开方术,这段文字并不难理解。这里作五行布算:议得(根)、实、法、中行、借算。刘徽以立体模型给开立方以直观几何解释。开立方是已知一正方体的体积求其边长。设其根为n+1位,以根的一位得数的立方103na13减实A,便是从体积为A的正方体中减去以10na1为边长的正方体。A-103na13便是其剩余部分,它由三种七块立体组成,如图28(1)。第一种是角上的小正方体,如图28(2),其体积为103n-3x13;第二种是三块扁状小长方体,每一块体积为(10na1)210n-1x1=103n-1a12x1,如图28(3);第三种是三块条状小长方体,每一块体积为10na1(10n-1x1)2=103n-2a1x12,刘徽称为三长廉,如图28(4),廉是边的意思。因此要求x1相当于求减根方程103n-3x13+3·103n-2a1x12+3·103n-1a12x1=A-103na13的正根,这实际上是一个开带从立方问题。

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