10.4.1 用数计算

10.4.1 用数计算

沿着1881年马蒂生走过的路,我们分别用1801年高斯和1247年秦九韶的方法,试算公元4世纪的物不知数题,观察所出现的伴随数与用数,加深理解。用高斯剩余定理,写成一次同余式组:

z≡2(mod 3)≡3(mod 5)≡2(mod 7)。

关键一步,就是轮流以A=3,B=5,C=7为模,构造常数1同余式,以“(BCD等)x≡1(mod A)的一个解(最好是最小值)”,再用BCD等其他模所乘,求出相应伴随数:

构造5×7x1≡1(mod 3),解出x1=2。再乘以5×7,α就是70。

构造3×7x2≡1(mod 5),解出x2=1。再乘以3×7,β就是21。

构造3×5x3≡1(mod 7),解出x3=1。再乘以3×5,γ就是15。

求总模3×5×7=105后,才用余数a=2,b=3,c=2代入z≡αa+βb+γc+δd等(mod ABCD等),有

z=70(α)×2(余数)+21(β)×3(余数)+15(γ)×2(余数)=233,

z=233-2×105=23。

于是,物不知数题可表示成表10.4。

大衍总数术一般处理非两两互素模题。解物不知数题,相当于解两两互素模的余米推数题。以表格形式表达,三项称为甲、乙、丙。所附数学史界通用字母符号,仅供检索。其中,衍数记,以p记任意整数,最小正整数解为

表10.4 大衍总数术解物不知数题

续表

乙、丙项奇数为1,乘率径自为1。甲乘率的计算,以衍数5×7=35和定数3先求出奇数2,再与定数3入大衍求一术。下面算图(图10.2)右上得1时,检视左上2,就是乘率。

图10.2 大衍求一术算乘率示意图

同样的数值70,21,15,到高斯解法中体现α,β和γ伴随数概念,到秦九韶大衍总数术导致“用数”概念,到明代孙子歌中成了口诀:“三人同行七十稀,五树梅花廿一枝,七子团圆正月半,除百令五便得知。”