(方亭)術(shù)曰:上下方相乘,又各自乘,并之,以高乘之,三而一。
漢《九章算術(shù)·商功》
【評(píng)】這是正確的方臺(tái)體積公式:V=(a
1a
2+a
12+a
22)h。其中V,a
1,a
2,h是方臺(tái)的體積,上底邊長(zhǎng),下底邊長(zhǎng),高。
此章有塹堵、陽(yáng)馬,皆合而成立方。蓋說(shuō)算者乃立棋三品,以效高深之積。假令方亭,上方一尺,下方二尺,高一尺。其用棋也,中央立方一,四面塹堵四,四角陽(yáng)馬四。上下方相乘為三尺,以高乘之,約積三尺,是為得中央立方一,四面塹堵各一。(原本下衍十一字,戴震刪)下方自乘為九,以高乘之,得積九尺,是為中央立方一,四面塹堵各二,四角陽(yáng)馬各三也。上方自乘,以高乘之,得積一尺,又為中央立方一。凡三品棋皆一而為三。故三而一,得積尺。用棋之?dāng)?shù),立方三,塹堵、陽(yáng)馬各十二,凡二十七。棋十三,更差次之,而成方亭者三,驗(yàn)矣。
《九章算術(shù)·商功》三國(guó)魏·劉徽注
【評(píng)】這里說(shuō)的是用棋驗(yàn)法驗(yàn)證方臺(tái)的體積公式。棋驗(yàn)法是劉徽采其所見(jiàn)的前人的傳統(tǒng)方法,只是用立方、塹堵、陽(yáng)馬三品棋對(duì)特殊的多面體的體積的驗(yàn)證,并不能證明一般性體積公式。
為術(shù)又可令方差自乘,以高乘之,三而一,即四陽(yáng)馬也。上下方相乘,以高乘之,即中央立方及四面塹堵也。并之,以為方亭積數(shù)也。
《九章算術(shù)·商功》三國(guó)魏·劉徽注
【評(píng)】這里劉徽提出了方臺(tái)的另一種形式的體積公式:V=(a
2-a
1)
2h+a
1a
2h,這實(shí)際上也是該公式的嚴(yán)格證明,這是將多面體分成有限個(gè)體積已證明的立方、塹堵、陽(yáng)馬,求其和的方法。