芻童、曲池、盤池、冥谷皆同術(shù)。術(shù)曰:倍上袤,下袤從之;亦倍下袤,上袤從之,各以其廣乘之,并,以高若深乘之,皆六而一。其曲池者,并上中、外周而半之,以為上袤;亦并下中、外周而半之,以為下袤。
漢《九章算術(shù)·商功》
【評(píng)】芻童、盤池、冥谷都是上下底為不相似的長(zhǎng)方形的擬柱體,芻童下底大,盤池、冥谷上底大。這里給出了它們的體積公式:V=[(2a
1+a
2)b
1+(2a
2+a
1)b
2]h,其中a
1,b
1,a
2,b
2,h分別是下底長(zhǎng)、寬、上底長(zhǎng)、寬,高。曲池是上下底為環(huán)狀的曲面體。設(shè)下中外周分別為l
1,l
1′,上中外周分別為l
2,l
2′,則在芻童體積公式中以(l
1+l
1′)代替a
1,以(l
2+l
2′)代替a
2,便是曲池的體積公式。
按:此術(shù)假令芻童上廣一尺,袤二尺,下廣三尺,袤四尺,高一尺,其用棋也,中央立方二,四面塹堵六,四角陽(yáng)馬四。倍下袤為八,上袤從之,為十。以高、廣乘之,得積三十尺。是為得中央立方各三,兩端塹堵各四,兩旁塹堵各六,四角陽(yáng)馬亦各六。復(fù)倍上袤,下袤從之,為八。以高、廣乘之,得積八尺。是為得中央立方亦各三,兩端塹堵各二。并兩旁,三品棋皆一而為六,故六而一,即得。
為術(shù)又可令上下廣袤差相乘,以高乘之,三而一,亦四陽(yáng)馬;上下廣袤互相乘,并而半之,以高乘之,即四面六塹堵與二立方,并之,為芻童積。
又可令上下廣袤互相乘而半之,上下廣袤又各自乘,并,以高乘之,三而一,即得也。
《九章算術(shù)·商功》三國(guó)魏·劉徽注
【評(píng)】此三段分別為劉徽所記解決芻童體積之棋驗(yàn)法以及劉徽提出的芻童的另外兩種形式的體積公式:
與上述公式是等價(jià)的。