【数学大咖】中国古代数学的奠基人——刘徽

中华桥小学
创建于04-24
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刘徽(约225年—约295年),汉族,山东滨州邹平市人,魏晋期间伟大的数学家,中国古典数学理论的奠基人之一,在中国数学史上作出了极大的贡献。他的杰作《九章算术注》和《海岛算经》,是中国最宝贵的数学遗产。

人物事迹

魏景元四年(263年),刘徽完成了为《九章算术》做注的工作。《九章算术》是现存最早的中国古典数学名著,它系统总结了先秦至两汉时期中国数学的重大成就,是中国古代数学体系形成的显著标志。

他是世界上最早提出十进小数概念的人,并用十进小数来表示无理数的立方根。在代数方面,他正确地提出了正负数的概念及其加减运算的法则,改进了线性方程组的解法。刘徽提出的计算圆周率的科学方法,奠定了此后千余年来中国圆周率计算在世界上的领先地位。

刘徽在割圆术中提出的“割之弥细,所失弥少,割之又割以至于不可割,则与圆合体而无所失矣”,这可视为中国古代极限观念的佳作。在开方不尽的问题中提出“求徽数”的思想,这方法与后来求无理根的近似值的方法一致,它不仅是圆周率精确计算的必要条件,而且促进了十进小数的产生。在线性方程组解法中,他创造了比直除法更简便的互乘相消法,与现今解法基本一致。并在中国数学史上第一次提出了“不定方程问题”。他还建立了等差级数前n项和公式,提出并定义了许多数学概念:如幂(面积),方程(线性方程组),正负数等等。

      刘徽还提出了许多公认正确的判断作为证明的前提,他的大多数推理、证明都合乎逻辑,十分严谨,从而把《九章算术》及他自己提出的解法、公式建立在必然性的基础之上。虽然刘徽没有写出自成体系的著作,但他注《九章算术》所运用的数学知识,实际上已经形成了一个独具特色、包括概念和判断并以数学证明为其联系纽带的理论体系。

个人成就

      刘徽的数学成就主要体现在两个方面:一是整理了完整的理论体系,包括数的同类与异类、约分、化简、无理方根的存在及新数的引进等。二是提出了自己的创见,包括割圆术与圆周率、刘徽原理、重差术等,尤其是他在割圆术中得出的π值,被后世称为“徽率”。刘徽的理论体系和创见对中国古代数学发展产生了深远影响,同时也确立了他在历史上的崇高地位。

代表著作

     其代表作《九章算术注》是对《九章算术》一书的注解。《九章算术》是中国流传最古老的数学专著之一,它的完成奠定了中国古代数学发展的基础。

《九章算术》不仅在中国数学史上占有重要地位,对世界数学的发展也有着重要的贡献。分数理论及其完整的算法,比例和比例分配算法,面积和体积算法,以及各类应用问题的解法,在书中的方田、粟米、衰分、商功、均输等章已有了相当详备的叙述。而少广、盈不足、方程、勾股等章中的开立方法、盈不足术(双假设法)、正负数概念、线性联立方程组解法、整数勾股弦的一般公式等内容都是世界数学史上的卓越成就。

对后世的影响

刘徽是中国古代杰出的数学家,他生活在三国时代的魏国。《隋书·律历志》论历代量制引商功章注,说“魏陈留王景元四年(263)刘徽注《九章》。”他的生平不可详考。刘徽的《九章》注不仅在整理古代数学体系和完善古算 理论方面取得了重要成就,而且提出了丰富多彩的创见和发明。刘徽在算术、代数、几何等方面都有杰出的贡献。例如,他用比率理论建立了数与式的统一的理论基础,他应用了出入相补原理和极限方法解决了许多面积和体积问题,建立了独具风格的面积和体积理论。他对《九章》中的许多结论给出了严格的证明,他的一些方法对后世有很大启发,即使对现今数学也有可借鉴之处。

编辑:李倩倩

审核:王   凯

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