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经过几千年的积累与发展,商朝数学有了巨大的进步,甲骨文已经有所体现。
甲骨文中关于数学的记载
商朝之后,周朝将“数”作为君子六艺之一,春秋时期人们已经普遍地掌握了十进制的计数方法,九九乘法口诀、整数四则运算和分数,且可以轻易使用“算筹”这种计算器进行运算。按照知识传播规律,必然先是少数人掌握,然后才会逐步扩散,因此春秋时这些数学知识的普及,说明早在商代时它们极有可能就已经出现了。
周朝将“数”作为君子六艺之一
商高,为西周初数学家。商高在公元前1000年发现勾股定理 。此发现早于毕达哥拉斯定理五百到六百年。勾股定理是中国数学家的独立发现,在中国早有记载。
商高:西周初数学家
据《周髀算经》记载,主要有三方面:勾股定理、测量术和分数运算。《周髀算经》中记载了这样一件事——一次周公问商高:古时作天文测量和订立历法,天没有台阶可以攀登上去,地又不能用尺寸去测量,请问数是怎样得来的?
周公:姬姓名旦,亦称叔旦 西周开国元勋,杰出的政治家、军事家、思想家、教育家,儒学先驱
商高回答说:数是根据圆和方的道理得来的,圆从方来,方又从矩来。矩是根据乘、除计算出来的。 这里的“矩”原是指包含直角的作图工具。这说明了“勾股测量术”,并用3∶4∶5举例分析完成证明。
勾三股四弦五
这个定理又称为“商高定理”,在外国称为“毕达哥拉斯定理”。为什么一个定理有这么多名称呢?
商高是公元前十一世纪的人。当时的朝代是西周,是奴隶社会时期。
在古代大约是战国时期西汉的数学著作《周髀算经》中记录着商高同周公的一段对话。商高说:“…故折矩,勾广三,股修四,经隅五。”
中国最古老的天文学和数学著作
什么是“勾、股”呢?在古代,人们把弯曲成直角的手臂的上半部分称为“勾”,下半部分称为“股”。
商高那段话的意思就是说:当直角三角形的两条直角边分别为3(短边)和4(长边)时,径隅(就是弦)则为5.以后人们就简单地把这个事实说成“勾三股四弦五”。
由于勾股定理的内容最早见于商高的话中,所以人们就把这个定理叫作“商高定理”。
毕达哥拉斯(pythagoras)是古希腊数学家,他是公元前五世纪的人,比商高晚出生五百多年。
希腊另一位数学家欧几里德(euclid,是公元前三百年左右的人)在编著《几何原本》时,认为这个定理是毕达哥达斯最早发现的,所以他就把这个定理称为“毕达哥拉斯定理”,以后就流传开了。
关于勾股定理的发现,《周髀算经》上说:“故禹之所以治天下者,此数之所由生也。”此数“指的是”勾三股四弦五“,这句话的意思就是说:勾三股四弦五这种关系是在大禹治水时发现的。
勾股定理的应用非常广泛。我国战国时期另一部古籍《路史后记十二注》中就有这样的记载:“禹治洪水决流*河,望山川之形,定高下之势,除滔天之灾,使注东海,无漫溺之患,此勾股之所系生也。”这段话的意思是说:大禹为了治理洪水,使不决流河,根据地势高低,决定水流走向,因势利导,使洪水注入海中,不再有大水漫溺的灾害,是应用勾股定理的结果。
《周髀算经》并有“勾股各自乘,并而开方除之”的记载,说明当时已普遍使用了勾股定理。勾股定理是中国数学家的独立发现,在中国早有记载。《周髀算经》还记载了矩的用途:“周公曰:大哉言数!请问用矩之道。”商高曰:“平矩以正绳,偃矩以望高,覆矩以测深,卧矩以知远,环矩以为圆,合矩以为方。”据此可知,当时善于用矩的商高已知道用相似关系的测量术。