1.1 不定分析小史
至少4 400余年前,古代中国人开始观察天体运行。以太阳一日行一度,积累数据,形成历数,逐渐形成太阳一岁行一圈的天度圈概念。
公元前104年,汉武帝编制太初历。落下闳应用密近简化算法,计算日法八十一。
公元前7年,刘歆改编太初历成三统历,从密近简化算法,发展出求乘率法,并实际计算了上元积年。
公元3世纪,希腊数学家丢番图(Diophantus,约公元250—?)的《算术》一书中,首次出现不定方程。书中引入了许多缩写符号,如未知量、未知量的各次幂,这在代数的发展史上是一个巨大的进步。《算术》对后来的阿拉伯数学、文艺复兴时期的意大利数学,乃至整个欧洲数学,产生了巨大的影响,也为包括韦达、费马、高斯在内的许多数学家提供了创作源泉。
公元4世纪的《孙子算经》,出现了物不知数的问题。后世概括成以乘率为特征的孙子剩余定理。
公元5世纪的祖冲之,延伸了刘歆的方法,使之成为以同余式组表达的上元积年算法,编制大明历(公元462年),发扬密近简化算法,提出闰周新数据391年144闰。祖冲之可能利用了刘徽割圆术的“差幂”,实行补缀衔接,应用密近简化法,简捷明快地求出胬数、盈数。再用密近简化法求出圆周率的约率和密率。
阿耶波多一世(Aryabhata圣使,476—550)于公元499年著的《圣使文集》中出现了“库达卡”这一术语。
公元6世纪婆罗摩笈多(Brahmagupta,约598—665以后)的恒值粉碎机解法,严格确定二元一次方程的表达,巧妙地重复辗转相除,保证自然余数为1。利用求得1的除法,构造整除式。选定“选择的数”,利用整除求出相对于附加数1不定方程的解,称作恒值粉碎机。再借以求出附加数非1的不定方程。
欧洲最早的不定分析问题,见于意大利人斐波那契(Fibonacci,约1170—1250)的著作。在其1202年出版的Liber Abaci(《计算之书》)中,出现了类似于《孙子算经》物不知数题的问题。
1208年鲍浣之开禧历,配合大衍术,应用除乘消减不定方程筹算解法,计算上元积年。
1247年秦九韶写下《数书九章》治历演纪题,并提炼出举世闻名的大衍求一术。
整数对现象中,同一商数对应的两个序列,构成连分数。连分数的精华,应该是一系列相互关联的连分数,构成渐近分数系列,逐渐逼近某一个有理数。
大多数权威认为连分数的近代理论,始于拉斐尔·邦贝利(Bombelli,Rafael,1526—1572)。
引入未知数,用字母表示数,加以运算,是代数学区别于其他学科的最大特点。文字表示法的引进和发展,通常归之于16和17世纪的法国数学家韦达和笛卡尔。
1734年,欧拉(Euler,Leonard,1707—1783)研究了不定方程的整数解解法和一次同余式组的解法。
1801年,高斯(Gauss,Carl Friedrich,1777—1855)写下Disquisitiones Arithmeticae(《算术研究》),完善了同余理论。