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詩(shī)文 根與系數(shù)的關(guān)系
釋義

根與系數(shù)的關(guān)系

以不知為知,不可也,而猶可也,以不可知為知,大不可也。何可乎以不知為知,何不可乎以不可知為知?物予我以知,我暫不知,會(huì)心焉,有待也。物不任我以知,我謬附以知,見魔焉,迷不反也。嗟乎,使物有知,不且笑知已乎。故曰:知其不可知,知也。辛酉仲秋……與[江]鄭堂察秦九韶開方術(shù)及李冶天元一術(shù),多以不可知為知者,遂就二乘方以下簡(jiǎn)且易者,略為條目以正之,首錄一冊(cè),寄吾友焦理堂。理堂其樂道予之知?dú)e,末不亦樂乎?予之不知也。歙汪萊。

清·汪萊《衡齋算學(xué)》卷五敘


【評(píng)】汪萊《第五冊(cè)算書》臚列了若干二次三次方程,討論了它們的根與系數(shù)符號(hào)的關(guān)系。所謂可知即只有一個(gè)正根,否則為不可知。一個(gè)二次方程兩個(gè)正根,在楊輝引劉益《議古根源》實(shí)際上已經(jīng)出現(xiàn),未引起人們的注意。汪萊在中國(guó)數(shù)學(xué)史上第一次提出這個(gè)問題,其功大焉。唯所述繁瑣,此不引述。
是卷窮幽極微,真算氏之最也。愚更以正負(fù)開方為說(shuō),括為三例。其一,凡隅、實(shí)異名,正在上,負(fù)在下,或負(fù)在上,正在下,中間正負(fù)不相聞?wù)撸芍?sup>①。其二,凡隅、實(shí)異名,中間正負(fù)相間,開方時(shí)其與隅異名之從、廉皆翻而與隅同名者可知,不者不可知。其三,凡隅、實(shí)同名者不可知。質(zhì)諸孝嬰,未審以為何如?計(jì)余與孝嬰別已二載,今孝嬰假館六安,余又旅寓杭州,相去千馀里,安得同共一堂,相與極諭也,念之,念之。壬戌八月初九元和李銳跋。

清·李銳《第五冊(cè)算書跋》(《(衡齋算學(xué)》卷六)


[注]①此條意謂,在開方式a0xk +a1xn-1+…+an=0中,若a0,an不同符號(hào),中間a1,a2…an-1各項(xiàng)符號(hào)不相間隔,則開方式僅有一正根,故謂“可知”。②此條意謂,若a0,an不同符號(hào),而“a1,a2…an-1符號(hào)相間,求出一個(gè)正根,開方式降低一次為a0xn-1+a1xn-2+…+an-1′=0,若a1′,a2′,……an-1′都與a0同號(hào),原開方式只有一個(gè)正根,故可知;否則,還有會(huì)有其他正根,因而不可知。③此條意謂,若a0,an同符號(hào),開方式如果有根,則正根決不止一個(gè),所以“不可知”。④孝嬰為汪萊字。下兩條中里堂為焦循號(hào),理堂為其字。尚之為李銳字。⑤壬戌為清嘉慶七年,1802年,下辛酉為1801年。乙卯為1795年。庚申為1800年。癸亥為1803年。
記曰:右一篇,吾友李尚之為余《第五冊(cè)算書》作也。余書以辛酉之冬寄里堂……
論曰:尚之此例,足為余書之凡,而余書所謂不可知之?dāng)?shù),有二數(shù)相淆者,有三數(shù)相淆者,推之三乘方以上,則有恒河沙、不可思議、無(wú)量數(shù)相淆者,必辨其為二、為三、為恒河沙、不可思議、無(wú)量數(shù),皆著其求之之法,以示后人,使不能生疑惑,則又非例所能括者。故余于二乘方以下已煞費(fèi)苦心,而尚之亦不得例也。且尚之之第二例亦未有當(dāng)處。蓋所謂隅、實(shí)異名,而中間從、廉正負(fù)相間者,即余書之第五十一條也。此條有可知,有不可知,若非先以余法審別之,而驟以正負(fù)法開方,設(shè)遇不可知之?dāng)?shù),如一與一千與一十萬(wàn)三數(shù)相淆;而題為一萬(wàn)萬(wàn)真數(shù)少一萬(wàn),一十萬(wàn)一千根,積又多一十萬(wàn)一千一,一乘方積與一二乘方積相等者,自一至一十萬(wàn)相去遠(yuǎn)矣,茫無(wú)進(jìn)退之限,初商何以下算?初商不能下算,何以開方而知其翻為同名與否?又況雖翻而不同名亦有可知者。如八百真數(shù),少一百根,積又多一十二,一乘方積與一二乘方積相等,則每根之?dāng)?shù)惟十,斷無(wú)相淆,以余補(bǔ)法按之可以得其故矣。

清·汪萊《衡齋算學(xué)》卷六


①指上條,李銳《第五冊(cè)算書跋》 ②汪萊1803年到揚(yáng)州在焦循處見到李銳《第五冊(cè)算書跋》中概括的三條,甚為贊賞,又指出第二條“有未當(dāng)處”,他舉一反例:x3-12x2+100x-800=0,求出正根x=10后,降低一次的開方式x2-2x+80=0,一次項(xiàng)系數(shù)與a0不同號(hào),仍為正根,因此原開方式只有一個(gè)正根,可知。
歲乙卯,余在浙始得見《益古演段》、《測(cè)圓海鏡》兩書,急寄尚之。尚之喜甚,為之疏通、證明,復(fù)推其術(shù)于弧矢,著書以明郭太史《授時(shí)草》所用天元一術(shù)。已而予又得秦氏所為《數(shù)學(xué)大略》,亦撰為《天元一釋》、《開方通釋》以述兩家之學(xué)。庚申冬與尚之同客武林節(jié)署中,互相證訂,喜古人絕學(xué)復(fù)續(xù)于今日。明年,孝嬰來(lái)?yè)P(yáng)州,因以語(yǔ)之。壬戌春,予在京師,孝嬰自六安寄一書來(lái),甚言秦、李兩家之非而剖析其可知不可知,《衡齋算學(xué)》中第五冊(cè)是也。是秋,予復(fù)在浙,尚之寓于孤山,買舟訪之,以孝嬰之書與相參核,尚之深嘆為精善,復(fù)以兩日之力作開方三例,以明孝嬰之書之所以然,于是秦、李兩家之學(xué)至此益明。今年村居教徒……孝嬰謂予曰:“或謂尚之誚吾所著書,有之乎?”予因出尚之所為《衡齋算學(xué)跋》與之。孝嬰怡然曰:“尚之固不我非也?!薄T人請(qǐng)?jiān)唬骸扒亍⒗钪畷?,李君疏之,汪君難之,不已異乎?”予曰:“此兩君所以是也?!w非深入其室者不能疏,亦非深入其實(shí)者不能難。得李君之疏而秦、李之書明,得汪君之難而秦、李之書益明。古人立言,因樂夫人之深入而難我,不樂人之略觀大意而諂附我也。”……嘉慶癸亥中秋前一日江都焦循記。

清·焦循《第五冊(cè)算書記》(《衡齋算學(xué)》卷六)


【評(píng)】以上三段概述了汪萊關(guān)于開方式根與系數(shù)關(guān)系的研究,李銳對(duì)汪萊成果的概括,汪、李二家之互相辯駁,以及焦循所敘汪、李研究過程?!罢勌烊选敝螌W(xué)之嚴(yán)謹(jǐn),謙虛之風(fēng)格,實(shí)事求是之精神,躍然紙上。
凡上負(fù)、下正可開一數(shù)。除一,平方三,立方八,三乘方二十
上負(fù)、中正、下負(fù),可開二數(shù)。平方一,立方五,三乘方一十八。
上負(fù)、次正、次負(fù)、下正,可開三數(shù)或一數(shù)。立方一、三乘方七。
上負(fù)、次正、次負(fù)、次正、下負(fù),可開四數(shù)或二數(shù)。三乘方一。(自注:假令有五位,上二位負(fù),下三位正,即是上負(fù)下正,非止謂上一位負(fù)、下一位正也。它皆仿此。)
凡可開三數(shù)或止一數(shù),可開四數(shù)或止二數(shù),其二數(shù)不可開,是為無(wú)數(shù)。凡無(wú)數(shù)必兩無(wú),無(wú)一數(shù)者。

清·李銳《開方說(shuō)》卷上(見《李氏算學(xué)遺書》)


[注]①可開一數(shù),指有一正根。卷上不討論無(wú)正根開方式。開方式仍按實(shí)在上、隅在下的順序排列,并且規(guī)定“實(shí)常為負(fù)”。②此指出上負(fù)、下正的一次方(即除法)、平方、三次方、四次方、開方式的排列情形的個(gè)數(shù)。比如三次方有二十種上負(fù)、下正的排列方式。下同。
【評(píng)】李銳在此最終提出了方程正根的個(gè)數(shù)與各項(xiàng)系數(shù)符號(hào)變化次數(shù)之間的關(guān)系法則,即符號(hào)變化一次有一個(gè)正根,變化二次有二個(gè)正根,變化三次有三個(gè)或一個(gè)正根,變化四次有四個(gè)或二個(gè)正根。并且,如果正根個(gè)數(shù)不等于符號(hào)變化次數(shù),則所缺少的正根,必成對(duì)。此成果比汪萊的以及他本人在《汪萊第五冊(cè)算書跋》中提出的三條,更為嚴(yán)格、完整,同笛卡兒符號(hào)法則相比不分軒輊,雖比笛卡兒晚近二百年,卻是獨(dú)立完成的。
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