“方程”的由来
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小学阶段,我们学习了用字母表示数,进而学习了方程,知道了方程的意义是“含有未知数的等式”,那么,你有没有想过,“方程”是怎样产生的?为什么“含有未知数的等式”会被称为“方程”呢?
今天的头条内容,我们就来聊一聊“方程的由来”这个话题。
“方程”的缘由
从方程的意义“含有未知数的等式”中,我们是丝毫看不出有“方”的意思。
那么,为什么会被称为“方程”呢?
其实啊,“方程”一词最早出现在我国东汉初年编写的一部数学经典著作《九章算术》一书中,该书共分为9章,“方程”是其中的一章。
数学家刘徽注释《九章算术》时说:“程,课程也,二物者二程,三物者三程,皆如物数程之,并列为行,故谓之方程。”这里所谓的“如物数程之”,是指有几个未知数就必须列出几个方程,一次方程组各未知数的系数用算筹表示,好比方阵,所以叫做方程。看来啊,要说清楚“方程”的由来,还得从“算筹”开始说起。
什么是“算筹”呢?现在方程中表示未知数的英文字母(源于拉丁字母),以及表示数字的阿拉伯数字,在我国古代是不被人们知道的。所以,古代记数用的是“算筹”,就是用一根根同样长短和粗细的小棍子来记数,通常这些小棍子是用竹子制成的,一般长为13~14cm,因此呢,这些小竹棒就叫“算”,或者叫“筹”。我们现在把它叫做 “算筹”,把用算筹来计算的方法叫做“筹算”。
“算筹”记数
用算筹记数分“当一”和“当五”两种记法,“当一”就是用一根“筹”当做“1”,“当五”则是用一根“筹”当做“5”。表示1~5时,都用当一筹积聚记数;表示6~9时,则用当五筹和当一筹配合记数,当五筹的在上方,当一筹的在下方(分纵式和横式)。我将算筹表示的1~9这九个数呈现在了文稿中,建议你打开文稿看一看。
算筹记数法
算筹表示大于九的数时,须从左到右,纵横交错。它的规则为:个位、百位、万位用纵式,十位、千位、十万位用横式,以便于认数。我将四位数6728正确的表示形式呈现在了文稿中,如果你有兴趣,可以打开文稿看一看。
如果记数时遇到“零”则空一位表示(后来才改为用“0”表示)。比如,文稿中表示的五位数86021。
“算筹”表示“方程”
了解了“算筹”记数的方法,我们再来看看,“算筹”是如何表示方程的。《九章算术》一书中记载了这样一个例子:“今有牛五、羊二,值金十两;牛二、羊五,值金八两。问牛羊各值金几何?”
我将作者刘徽用“算筹”列出的“方程”呈现在了文稿中,请你打开文稿看一看。
通过观察,不难看出,图中“右行”表示“牛五、羊二、值金十两”,“左行”表示“牛二、羊五,值金八两”。
如果写成现在的方程,就是这样子的:设一头牛的价钱是x金,一只羊的价钱是y金,根据题目条件,可以得到:5x+2y=10(图中“右行”表示的数量关系);2x+5y=8(图中“左行”表示的数量关系)。
由此看来,图中用“算筹”列出来的方程所表示的就是由两个方程所组成的方程组。
除此之外,用算筹列出的方程所摆出来的图形不就是一个长方形吗?正是所谓的“列筹成方”的意思,而“程”就是课程,所以,方程就是“列筹成方的课程”。
至于现在所用的方程,则是由法国数学家韦达于16世纪发明的,其中,方程中表示未知数的字母则是由数学家笛卡尔首次提出和使用的(详见星坐标头条第12期内容)。在当时,方程的英语是“equation”。直到19世纪中叶,大数学家李善兰和英国传教士伟烈亚力,将外国著名数学家的著作翻译到中国来,其中“equation”就被译为“方程”,于是“方程”一词的意义就变成了“含未知数的等式”,这也就是为什么方程的意义中不会有“方”的意思了。
最后,请你思考一个问题:你能用现在的方程将下面的“算筹图”表示出来吗?
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以上就是今天的头条内容,希望听了以后对你有所启发,我们明天再见!
参考文献:
[1]曾莹.方程的由来[J].初中生之友·学习号,2017
[2]祥虎.方程的由来[J].数学大世界:小学五六年级版,2012
[3]朱璇珊.从教材之误浅谈算筹的记数及历史[J].小学教学研究,2004(7)
文稿:馨之
讲述:馨之