中国的勾股定理是什么时候诞生的
中国的勾股定理是什么时候诞生的
我国最早记载勾股定理的是《周髀算经》,成书年代是公元前一世纪的西汉。“句广三,股修四,径隅五”就是书中的一句。有些人误解,认为这只是给出了一个特例,实际上并非如此,书中确实给了平方和的定理形式。因为在之后又说“既方之,外半其一矩,环而共盘,得成三四五。两矩共长二十有五,是谓积矩。”这句话看不懂吧?确实不太看得懂,不过最后两个字“积矩”不难理解,就是平方和的意思。
这件事确实挺有意思。因为《周髀算经》的写法挺有趣,不是直接告诉大家这个道理,而是这样写的:
“在一千年前的周公年代,有个人叫商高,他教给周公这个数学上的道理。他对周公说:……啦啦啦,勾三股四弦五,啦啦啦,耶!”
于是就有人说:瞧,是周公时代中国人发现的,比毕达哥拉斯造了500年!
我国西周时期有一位名叫商高的人,是当时的学问大家。他在数学方面的成就,被记载在我国最古老的天文学著作《周髀算经》中,其中就有数学知识勾股定理的内容。有一次,商高面见周公时,周公对古代伏羲构造周天历度的事迹感到不可思议,就请教商高数学知识从何而来,于是商高就以勾股定理的证明为例,解释数学知识的由来。他说:数之法出于圆方,圆出于方,方出于矩,矩出于九九八十一。故折矩,勾广三,股修四,经隅五。
商高这段话的意思就是说:当直角三角形的两条直角边分别为3和4时,“经隅”即“弦”则为5。以后人们就把这个事实说成“勾三股四弦五”。这就是后世著名的“勾股定理”。由此开创了我国古代数学的新纪元。商高这段话的意思就是说:当直角三角形的两条直角边分别为3和4时,“经隅”即“弦”则为5。以后人们就把这个事实说成“勾三股四弦五”。这就是后世著名的“勾股定理”。由此开创了我国古代数学的新纪元。
《周髀算经》成书时间大约在两汉之间,据考证明确者为西汉赵君卿所作,北周时期甄鸾重述,唐代李淳风等注。书中就记录了商高的那段话,表明“勾三股四弦五”这种关系早在大治水时就已经发现了。《周髀算经》中明确记载了勾股定理的公式,并且详细证明了勾股定理。此外还有开平方的问题、等差级数的问题,使用了相当繁复的分数算法和开平方法,以及应用于古代的“四分历”计算的相当复杂的分数运算。
在中国,商朝时期的商高提出了“勾三股四玄五”的勾股定理的特例。在西方,最早提出并证明此定理的为公元前6世纪古希腊的毕达哥拉斯学派,他用演绎法证明了直角三角形斜边平方等于两直角边平方之和。
按时间来算应该中国最早发现的。中国最早的一部数学著作——《周髀算经》的开头,记载着一段周公向商高请教数学知识的对话:周公问:"我听说您对数学非常精通,我想请教一下:天没有梯子可以上去,地也没法用尺子去一段一段丈量,那么怎样才能得到关于天地得到数据呢?"
商高回答说:"数的产生来源于对方和圆这些形体的认识。其中有一条原理:当直角三角形‘矩'得到的一条直角边‘勾'等于3,另一条直角边’股'等于4的时候,那么它的斜边'弦'就必定是5。这个原理是大禹在治水的时候就总结出来的。"
如果说大禹治水因年代久远而无法确切考证的话,那么周公与商高的对话则可以确定在公元前1100年左右的西周时期,比毕达哥拉斯要早了五百多年。其中所说的勾3股4弦5,正是勾股定理的一个应用特例。所以现在数学界把它称为勾股定理是非常恰当的。
“勾三股四弦五”是勾股定理的一个特别的例子,由西周初年的商高提出。中国古代称短的直角边为勾,长的直角边为股,斜边为弦。据我国西汉时期算书《周髀算经》记载,约公元前1100年,人们已经知道如果勾是三,股是四,那么弦就是五。即:勾三的平方九,加股四的平方十六,等于弦五的平方二十五。在西方,也有“勾三股四弦五”的定理,《周髀算经》比西方早了五百多年,这一定理在西方称为“毕达哥拉斯定理”。
这个定理的历史可以被分成三个部分:发现勾股数、发现直角三角形中边长的关系、及其定理的证明。
勾股数的发现时间较早,例如埃及的纸草书里面就有(3,4,5)这一组勾股数,而巴比伦泥板涉及的最大的一个勾股数组是(13500,12709,18541)。后来的中国的算经、印度与阿拉伯的数学书也有记载。
在中国,《周髀算经》中也记述了(3,4,5)这一组勾股数;金朝数学家李冶在《测圆海镜》中,通过勾股容圆图式的十五个勾股形和直径的关系,建立了系统的天元术,推导出692条关于勾股形的各边的公式,其中用到了多组勾股数作为例子。
巴比伦人得到的勾股数的数量和质量不太可能纯从测量手段获得。之后的毕达哥拉斯本人并无著作传世,不过在他死后一千年,5世纪的普罗克勒斯给欧几里德的名著《几何原本》做注解时将最早的发现和证明归功于毕达哥拉斯学派。
普鲁塔克和西塞罗也将发现的功劳归于毕达哥拉斯,但没有任何证据表明毕达哥拉斯证明了勾股定理,以素食闻名的毕达哥拉斯杀牛更是不可思议。
在中国,记载秦朝的算数书并未记载勾股定理,只是记录了一些勾股数。
在《九章算术注》中,刘徽反复利用勾股定理求圆周率,并利用“割补术”做“青朱出入图”完成勾股定理的几何图形证明。
直至现时为止,仍有许多关于勾股定理是否不止一次被发现的辩论。
扩展资料:
这个定理有许多证明的方法,其证明的方法可能是数学众多定理中最多的。路明思(Elisha Scott Loomis)的Pythagorean Proposition一书中总共提到367种证明方式。
有人会尝试以三角恒等式(例如:正弦和余弦函数的泰勒级数)来证明勾股定理,但是,因为所有的基本三角恒等式都是建基于勾股定理,所以不能作为勾股定理的证明(参见循环论证)。
-勾股定理
中国的勾股定理是什么时候诞生的
本文2023-10-28 13:28:36发表“古籍资讯”栏目。
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