首页 趣味数学故事正文

数学家杨辉幻方的故事

xiawuyouke 趣味数学故事 2022-01-13 09:22:43 115 0 数学家

数学家杨辉幻方的故事

数学家杨辉

杨辉,字谦光,汉族,钱塘(今浙江省杭州)人,南宋杰出的数学家。

01

说起杨辉的这一成就,还得从偶然的一件小事说起。

一天,台州府的地方官杨辉出外巡游,路上,前面铜锣开道,后面衙役殿后,中间,大轿抬起,好不威风。迷人的春天慷慨地散布着芳香的气息,带来了生活的欢乐和幸福。杜鹃隐藏在芒果树的枝头。用它那圆润、甜蜜、动人心弦的鸣啭来唤醒人们的希望。成群的画眉鸟像迎亲似的蹲在树的枝丫上,发出婉丽的啼声。楝树、花梨树和栗树都仿佛被自身的芬芳熏醉了。杨辉撩起轿帘,看那杂花生树,飞鸟穿林,真乃春色怡人淡复浓,唤侣黄鹂弄晓风。更是一年好景,旖旎风光。走着、走着,只见开道的镗锣停了下来,前面传来孩童的大声喊叫声,接着是衙役恶狠狠的训斥声。杨辉忙问怎么回事,差人来报:“孩童不让过,说等他把题目算完后才让走,要不就绕道。”杨辉一看来了兴趣,连忙下轿抬步,来到前面。衙役急忙说:“是不是把这孩童哄走?”杨辉摸着孩童头说:“为何不让本官从此处经过?”孩童答道:“不是不让经过,我是怕你们把我的算式踩掉,我又想不起来了。”“什么算式?”“就是把1到9的数字分三行排列,不论直着加,横着加,还是斜着加,结果都是等于15。我们先生让下午一定要把这道题做好。我正算到关键之处。”杨辉连忙蹲下身,仔细地看那孩童的算式,觉得这个数字,从哪见过,仔细一想,原来是西汉学者戴德编纂的《大戴礼》书中所写的文章中提及的。杨辉和孩童俩人连忙一起算了起来,直到天已过午,俩人才舒了一口气,结果出来了,他们又验算了一下,觉得结果全是15,这才站了起来。我们把算式摆出来:(在左边的方块中,无论你横、竖、斜着加结果都是15。请试一下)孩童望着这位慈祥和善的地方官说:“耽搁你的时间了,到我家吃饭吧!”杨辉一听,说:“好,好,下午我也去见见你先生。”孩童望着杨辉,泪眼汪汪,杨辉心想,这里肯定有什么蹊跷,温和地问道:“到底是怎么回事?”孩童这才一五一十把原因道出:原来这孩童并未上学,家中穷得连饭都吃不饱,哪有钱读书。而这孩童给地主家放牛,每到学生上学时,他就偷偷地躲在学生的窗下偷听,今天上午先生出了这道题,这孩童用心自学,终于把它解决了。杨辉听到此,感动万分,一个小小的孩童,竟有这番苦心,实在不易。便对孩童说:“这是10两银子,你拿回家去吧。下午你到学校去,我在那儿等你。”下午,杨辉带着孩童找到先生,把这孩童的情况向先生说了一遍,又掏出银两,给孩童补了名额,孩童一家感激不尽。

自此,这孩童方才有了真正的先生。教书先生对杨辉的清廉为人非常敬佩,于是俩人谈论起数学。杨辉说道:“方才我和孩童做的那道题好像是《大戴礼》书中的?”那先生笑着说:“是啊,《大戴礼》虽然是一部记载各种礼仪制度的文集,但其中也包含着一定的数学知识。方才你说的题目,就是我给孩子们出的数学游戏题。”教书先生看到杨辉疑惑的神情,又说道:“南北朝的甄鸾在《数术记遗》一书中就写过:“九宫者,二四为肩,六八为足,左三右七,戴九履一,五居中央。”杨辉默念一遍,发现他说的正与上午他和孩童摆的数字一样,便问道:“你可知道这个九宫图是如何造出来的?”教书先生也不知出处。

杨辉回到家中,反复琢磨,一有空闲就在桌上摆弄着这些数字,终于发现一条规律。他把这条规律总结成四句话:九子斜排,上下对易,左右相更,四维挺出”。就是说:一开始将九个数字从大到小斜排三行,然后将9和1对换,左边7和右边3对换,最后将位于四角的4、2、6、8分别向外移动,排成纵横三行,就构成了九宫图。下面我们演示一下:(九子斜排)(上下对易,左右相更)(四维挺出)按照类似的规律,杨辉又得到了“花16图”,就是从1到16的数字排列在四行四列的方格中,使每一横行、纵行、斜行四数之和均为34。

后来,杨辉又将散见于前人著作和流传于民间的有关这类问题加以整理,得到了“五五图”、“六六图”、“衍数图”、“易数图”、“九九图”、“百子图”等许多类似的图。杨辉把这些图总称为纵横图,并于1275年写进自己的数学著作《续古摘奇算法》一书中,并流传后世。纵横图,也叫幻方

02

杨辉曾担任过南宋地方行政官员,为政清廉,足迹遍及苏杭一带。他在总结民间乘除捷算法、“垛积术”、纵横图以及数学教育方面,均做出了重大的贡献。他是世界上第一个排出丰富的纵横图和讨论其构成规律的数学家。还曾论证过弧矢公式,时人称为“辉术”。 与秦九韶、李冶、朱世杰并称“宋元数学四大家”。

主要著有数学著作5种21卷,即《详解九章算法》12卷(1261),《日用算法》2卷(1262),《乘除通变本末》3卷(1274),《田亩比类乘除捷法》2卷(1275)和《续古摘奇算法》2卷(1275)(其中《详解》和《日用算法》已非完书)。后三种合称为《杨辉算法》。朝鲜、日本等国均有译本出版,流传世界。


免费下载:微信扫码关注网站官方公众号【中小学趣味数学 qwshuxue
趣味数学二维码
1、回复 “101”免费领取《【小学奥数】学er思内部题库word可打印
2、回复 “102”免费领取《【记忆力教程】快速高效学习教程
3、回复 “103”免费领取《一分钟速算教程
4、回复 “104”免费领取《Top 32经典英文启蒙绘本PDF+MP3
5、回复 “105”免费领取《儿童英语绘本195本【PDF版】
6、回复 “106、107、108”免费领取《更多神秘礼物……
版权说明

本文仅代表作者观点,不代表本站立场。
本文系作者授权发表,未经许可,不得转载。

本文链接:http://www.zxxedu.cn/38367.html

发表评论

评论列表(0人评论 , 115人围观)
☹还没有评论,来说两句吧...