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數(shù)學(xué)家介紹之——朱世杰

來源:網(wǎng)絡(luò)來源 文章作者:奧數(shù)網(wǎng)編輯 2021-04-07 17:39:37

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  朱世杰(1249年-1314年),字漢卿,號松庭,漢族,燕山(今北京)人氏,元代數(shù)學(xué)家、教育家,畢生從事數(shù)學(xué)教育。有"中世紀(jì)世界最偉大的數(shù)學(xué)家"之譽(yù)。朱世杰在當(dāng)時天元術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展出"四元術(shù)",也就是列出四元高次多項(xiàng)式方程,以及消元求解的方法。此外他還創(chuàng)造出"垛積法",即高階等差數(shù)列的求和方法,與"招差術(shù)",即高次內(nèi)插法。主要著作是《算學(xué)啟蒙》與《四元玉鑒》。

  元統(tǒng)一中國后,朱世杰曾以數(shù)學(xué)家的身份周游各地20余年,向他求學(xué)的人很多,他到廣陵(今揚(yáng)州)時“踵門而學(xué)者云集”。他全面繼承了前人數(shù)學(xué)成果,既吸收了北方的天元術(shù),又吸收了南方的正負(fù)開方術(shù)、各種日用算法及通俗歌訣,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了創(chuàng)造性的研究,寫成以總結(jié)和普及當(dāng)時各種數(shù)學(xué)知識為宗旨的《算學(xué)啟蒙》(3卷),又寫成四元術(shù)的代表作——《四元玉鑒》(3卷),先后于1299年和1303年刊印。《算學(xué)啟蒙》由淺入深,從一位數(shù)乘法開始,一直講到當(dāng)時的最新數(shù)學(xué)成果――天元術(shù),儼然形成一個完整體系。

  書中明確提出正負(fù)數(shù)乘法法則,給出倒數(shù)的概念和基本性質(zhì),概括出若干新的乘法公式和根式運(yùn)算法則,總結(jié)了若干乘除捷算口訣,并把設(shè)輔助未知數(shù)的方法用于解線性方程組。《四元玉鑒》的主要內(nèi)容是四元術(shù),即多元高次方程組的建立和求解方法。秦九韶的高次方程數(shù)值解法和李冶的天元術(shù)都被包含在內(nèi)。

  在宋元時期的數(shù)學(xué)群英中,朱世杰的工作具有特殊重要的意義。如果把諸多數(shù)學(xué)家比作群山,則朱世杰是最高大、最雄偉的山峰。站在朱世杰數(shù)學(xué)思想的高度俯瞰傳統(tǒng)數(shù)學(xué),會有“一覽眾山小”之感。

  朱世杰工作的意義就在于總結(jié)了宋元數(shù)學(xué),使之在理論上達(dá)到新的高度。這主要表現(xiàn)在以下三個領(lǐng)域。首先是方程理論。在列方程方面,蔣周的演段法為天元術(shù)作了準(zhǔn)備工作,他已具有尋找等值多項(xiàng)式的思想,洞淵馬與信道是天元術(shù)的先驅(qū),但他們推導(dǎo)方程仍受幾何思維的束縛,李冶基本上擺脫了這種束縛,總結(jié)出一套固定的天元術(shù)程序,使天元術(shù)進(jìn)入成熟階段。在解方程方面,賈憲給出增乘開方法,劉益則用正負(fù)開方術(shù)求出四次方程正根,秦九韶在此基礎(chǔ)上解決了高次方程的數(shù)值解法問題。至此,一元高次方程的建立和求解都已實(shí)現(xiàn)。而線性方程組古已有之,所以具備了多元高次方程組產(chǎn)生的條件。李德載的二元術(shù)和劉大鑒的三元術(shù)相繼出現(xiàn),朱世杰的四元術(shù)正是對二元術(shù)、三元術(shù)的總結(jié)與提高。由于四元已把常數(shù)項(xiàng)的上下左右占滿,方程理論發(fā)展到這里,顯然就告一段落了。從方程種類看,天元術(shù)產(chǎn)生之前的方程都是整式方程。

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