勾股定理的由来和历史 勾股定理的由来


勾股定理的由来和历史 勾股定理的由来

文章插图
勾股定理的由来1勾股定理在西方被称为毕达哥拉斯定理,相传是古希腊数学家兼哲学家毕达哥拉斯于公元前550年首先发现的 。其实,我国古代得到人民对这一数学定理的发现和应用,远比毕达哥拉斯早得多 。如果说大禹治水因年代久远而无法确切考证,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(32+42=52) 。所以现在数学界把它称为勾股定理 。
甲骨文的启发——勾股定理的故事2勾股定理勾股定理
这就是初中几何讲的勾股定理 。
按通常的习惯,很多人又以为这是西方人的发明 。实际上,这公式原产地在中国,正宗的made in China 。至于西方后来也“产生”了这个公式,不管是独立研究的结果,还是文化传播的结果,这另外再说 。
中国古代的重文轻理造成一个惯性的思维方式,有关数学的通常被以为都是外国人发明的,有关人文的通常被以为都是中国古人发明的 。
实际中国古代直到清朝初年,牛顿研究的微积分也有人专门涉猎研究,并有所突破,可是到了清朝后期,数学便改弦更张了,开始西化了 。(这在前文连载中已讲述 。)
中国古代的数学方式最*****烦就是表达不够简单 。而西式方法表达数学会简便、直观一些 。
尽管在数学史上,勾股定理谁发明的还有争议,但是中国古人领先研究出这个规律还是不争的事实 。
《周髀算经》 《周髀算经》原名《周髀》,是算经的十书之一 。中国最古老的天文学和数学著作,约成书于公元前1世纪,主要阐明当时的盖天说和四分历法 。唐初规定它为国子监明算科的教材之一,故改名《周髀算经》 。
这本书在其产生之后,后世多有引用和注释,其中最早的内容可追溯到西周初年 。后世有补充完善,所以这又是古代集体智慧的结晶 。
《周髀算经》的第一部分商高问答,曾经作为《周髀算经》独立的本文,其完成时间应该在西周初期,约公元前11世纪 。陈子问答中的数学理论与宇宙模型完成的时间,大约在公元前4、5世纪 。作为一部阐释盖天说理论的数理天文学著作 。
这本书最大的功劳之一就是介绍了这个勾股定理 。
中国古代的勾股定理"若求邪至日者,以日下为勾,日高为股,勾股各自乘,并而开方除之,得邪至日 。"(《周髀算经》上卷二)
勾股定理古人是这样描述的,古人这是基于圭的使用方法,在研究测量太阳距离的问题 。这本书是一本天文类的古书,不仅研究太阳到地球的距离,还研究到南北极的距离等等 。这类问题即便是现在,我们也通常不是研究,而仅仅是看天文学家给的结果 。
古人为什么会想出这么一个办法?因为古人知道勾股定理 。
古人的方法
昔者周公问于商高曰:"窃闻乎大夫善数也,请问昔者包牺立周天历度--夫天可不阶而升,地不可得尺寸而度,请问数安从出?"
商高曰:"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,以为勾广三,股修四,径隅五 。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 。故禹之所以治天下者,此数之所生也 。"《周髀算经》上卷一
这里提到的勾三股四径五,是这个公式的特殊整数解,后来这类特殊的整数被称为勾股数,数理文化非常在意这个,因为古代数理文化使用的是整数方法描述 。后世对于勾股数有专门的研究,当然,最小的连续的勾股数就是3,4,5;最小的连续的偶数勾股数是6,8,10 。很凑巧的是,数都是乘以2的关系 。这个关系,被后世数理文化进一步发挥 。
而勾股定理是圆与正方数学衔接的关键 。过圆直径的直角三角形,与圆相切 。
古人最早的数理文化大一统的思路就是天圆地方,那么圆方一统是关键的数学描述任务 。
河图、洛书用五达到了这种数学衔接的目的,这是代数方法 。而几何方法的关键,就是这个勾股定理了 。
所谓的数的一统,就是通过数学的方式,找到一种简单易于描述的数学关联 。
"数之法出于圆方,圆出于方,方出于矩,矩出于九九八十一 。“这句话中,圆出于方,实际就是古代天圆地方一统数理方式的描述 。而九是八进制的伏羲八卦的方外之数,九因此被称为龙数,其平方在古代代表方外更大一级的极限数字 。