13.12.3 求元数筹算法

13.12.3 求元数筹算法

复原的依据 秦九韶摒弃开禧历家求元数算法,只简略描述为“闰赢,却与闰缩、朔率、元闰,列号甲乙丙丁四位,除乘消减,谓之方程,乃求得元数”。四个量的数理含义可以表示成3个并不互相独立的式子。令元数为x,朔数为y,有:

元闰×元数-朔率×朔数=闰缩, 377873x-499067y=188578,

元闰×元数-朔率×(朔数+1)=-闰赢,377873x-499067(y+1)=-310489,

闰缩+闰赢=朔率。 188578+310489=499067。

很有必要参照开禧历家、秦九韶所用数学工具,复原求元数402的可操作筹算法,以求窥见历家秘传的工具[27]

筹算板布列的四数,与形式分数的三数相当(多出一个闰赢,下文讨论);四数构成的整体与新引入变量相当;筹算板伴上相关商数,起着保留数据的直观作用。这三点是复原中最关键的考量。

对二元一次不定方程,不一定要用复杂的工具,用辗转相除法就可以解出[28]。下面第1除算图以元闰377873除闰赢、闰缩、朔率三项,相当于处理不定方程377873x-499067y=188578。用形式整数部分与形式分数部分之和表示x,即

筹算板表示变量 形式分数部分恰巧反映在第2除算图中,相当于变量代换,令。就是说,变量K1要用整幅筹算板表示成第2除算图。

变量的保留 形式整数部分y,连同四周所存商数,留待后续条件成熟之后,才能参与运算,于是保留在第1除算图左侧。就是说,第1归算图采用整幅筹算板,不但指变量y,也包括四周商数。

两列的形成 一次除算,必然布出左右两幅筹算板。朔率、元闰辗转相除,自然需要两列筹算板:一列除算图,另一列相同数量的归算图。

运算的转折点 第6图相当于求得158K4=559K5,158个K4与559个K5相等,齐同,于是设K4=K5=0,从除算转向归算。

全部运算见表13.5。为方便读者,附上字母变量解释、操作及去向。