為了理解賈憲的增乘開方法,我們首先來看一看他是怎樣獲得“開方作法本源”圖中的各廉數(shù)的。他在“增乘方求廉法草”中給出的求賈憲三角第七行各數(shù)的方法相當于如下程序:
1 1+5 = 6 第一位(上廉)
1 1+4 = 5 5+10 = 15 第二位(二廉)
1 1+3 = 4 4+6 = 10 10+10 = 20 第三位(三廉)
1 1+2 = 3 3+3 = 6 6+4 = 10 10+5 = 15 第四位(四廉)
1 1+1 = 2 2+1 = 3 3+1 = 4 4+1 = 5 5+1 = 6 第五位(下廉)
1 1 1 1 1 1 隅算
就是說將隅算1自下而上增入前位,直到首位為止,就得第一位數(shù)字(上廉);求其他各位數(shù)字,自下而上重復剛才的程序,每次低一位為止。這是一種隨乘隨加的過程,所以叫“增乘法”。賈憲發(fā)現(xiàn),這種增乘法不僅可以用來求“開方作法本源”圖中的各廉,而且可以被推廣用來直接開方,這就是增乘開方法。
賈憲不僅給出了這個圖,還給出了這個圖的簡捷制作規(guī)律。從第三行((即2次冪)開始,兩端最邊上的數(shù)字都是1,而中間的任何一個數(shù)字都是這個數(shù)在上一行相鄰兩數(shù)的和。以第6行為例,所有中間的數(shù)字都可以如此求得,請看上面的示意圖: 用這樣的方法可以求出任意次冪的系數(shù),直至無窮大。
在賈憲之前,只能開平方與開立方,自從賈憲發(fā)明此表與“增乘開方法”后,就首次開辟了求解高次方程的真正通途。
在賈憲之后,我國數(shù)學家又進一步探索了系數(shù)中有負整數(shù)的方程解法,最終由南宋秦九韶發(fā)明的“正負開方法”徹底解決了這個問題,除了楊輝的書有這個賈憲三角形,另外一本元朝朱世杰1303年寫的《四元玉鑒》,書中也有這個賈憲三角的圖,并且計算到了二項式的八次方。
西方人把這種二項式展開系數(shù)的規(guī)律表稱之為“帕斯卡三角形”。比英國數(shù)學家霍納1819年求得這一解法(西方稱為“霍納法”)要早五百多年。因此這個三角形應當是叫“賈憲三角”是當之無愧的。
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