九章算术第一章方田•方田:中国古代称正方形及矩形为方田•“方田者,田之正也。诸田不等,以方为正,故曰方田。”•第一章“方田”:主要讲述了平面几何图形面积的计算方法。包括长方形、等腰三角形、直角梯形、等腰梯形、圆形、扇形、弓形、圆环这八种图形面积的计算方法。另外还系统地讲述了分数的四则运算法则,以及求分子分母最大公约数等方法。1、今有田廣十五步,從十六步。問為田幾何?答曰:一畝。解读:现有一块田,宽十五步,长十六步。问这块田的面积是多少?答:一亩数学表达式:15×16/240=1(亩)•2、又有田廣十二步,從十四步。問為田幾何?•答曰:一百六十八步。•方田術曰:廣從步數相乘得積步。以畝法二百四十步除之,即畝數。百畝為一頃。•解读:有一块田,宽十二步,长十四步。问这块田的面积是多少?•答:一百六十八步•数学表达式:12×14=168(步)•广:宽从:长•亩法:平方步化为亩时所用的除数240•术曰:廣從步數相乘得積步•刘徽对此注曰:“此积谓田幂。凡广从相乘谓之幂”这里刘徽为了行文方便,先说结论,然后说大前提(幂的定义),而把《九章算术》的术文作为小前提。这里体现了刘徽思想中的演绎法(从普遍性结论或推导出个别性结论的论证方法)。•3、今有田廣一里,從一里。問為田幾何?•答曰:三頃七十五畝。•解读:现有方田,宽一里,长一里。问这块田的面积是多少?•答:三顷七十五亩•方田术语:里法三百步•数学表达式:1*1*300*300/240=375(亩),即三顷七十五亩•4、又有田廣二里,從三里。問為田幾何?•答曰:二十二頃五十畝。•里田術曰:廣從里數相乘得積里。以三百七十五乘之,即畝數。•解读:•又有一方田,宽两里,长三里。问此块田的面积是?•答:二十二顷五十亩•里田计算方法:长宽里数相乘得积里。以三百七十五乘之,即亩数。•数学表达式:2*3*375=2250(里积),即二十二顷五十亩。•田里:计算边长以里为单位的田地面积单位•积里:边长以里为单位的面积的平方数。•5、今有十八分之十二。問約之得幾何?•答曰:三分之二。•解读:•现有十八分之十二,问约分后等于多少?•答:三分之二•数学表达式:12/18=2/3•6、又有九十一分之四十九。問約之得幾何?•答曰:十三分之七。•約分術曰:可半者半之,不可半者,副置分母子之數,以少減多,更相減損,求其等也。以等數約之。•解读:•又有九十一分之四十九,问约分后等于多少?•答:十三分之七•约分法:即先进行观察,如果分数的分子、分母有2的倍数,则可先在分子、分母中同约去2;然后再用分子、分母中较大的减去较小的,所得的差与上一步骤中的减数比较大小,并再从较大的数中减去较小的数,如此重复进行下去,当差与减数相等即出现“等数”时,该等数即为所求分子与分母的最大公约数,只需将分子分母同除以这个数,即可将原来的分数化为最简分数。•7、今有三分之一,五分之二。問合之得幾何?•答曰:十五分之十一。•解读:•现有三分之一和五分之二,问两数相加等于多少?•答:十五分之十一。•数学表达式:1/3+2/5=11/15•8、又有三分之二,七分之四,九分之五。問合之得幾何?•答曰:得一、六十三分之五十。•解读:•又有三分之二、七分之四和九分之五,问这三个数相加等于多少?•答:一又六十三分之五十。•数学表达式:2/3+4/7+5/9=1+50/63•9、又有二分之一,三分之二,四分之三,五分之四。問合之得幾何?•答曰:得二、六十分之四十三。•合分術曰:母互乘子,并以為實,母相乘為法,實如法而一。不滿法者,以法命之。其母同者,直相從之。•解读:•又有二分之一、三分之二、四分之三和五分之四,问这四个数相加等于多少?•答:二又六十分之四十三。•合分法:两分数的分母和分子互乘,取它们的和作为分子,两分母相乘作为分母,分子分母相等时为一。•10、今有九分之八,減其五分之一。問餘幾何?•答曰:四十五分之三十一。•解读:•现有九分之八,减去五分之一,问剩下多少?•答:四十五分之三十一•数学表达式:8/9-1/5=31/45•11、又有四分之三,減其三分之一。問餘幾何?•答曰:十二分之五。•減分術曰:母互乘子,以少減多,餘為實,母相乘為法,實如法而一。•解读:•又有四分之三,减去三分之一,问剩下多少?•答:十二分之五•减分法:两分数分子与分母互乘,用较大者减去较小者的差作为分子,两分母相乘之积作为分母,分子等于分母时,值为一。•12、今有八分之五,二十五分之十六。問孰多?多幾何?•答曰:二十五分之十六多,多二百分之三。•解读:•现有八分之五,二十五分之十六,问哪个数大?大多少?•答:二十五分之十六大,大二百分之三•数学表达式:5/816/25,16/25-5/8=3/200•13、又有九分之八,七分之六。問孰多?多幾何?•答曰:九分之八多,多六十三分之二。•解读:•又有九分之八、七分之六。问哪个数大?大多少?•答:九分之八大,大六十三分之二。•数学表达式:8/96/7,8/9-6/7=2/63•14、又有二十一分之八,五十分之十七。問孰多?幾何?•答曰:二十一分之八多,多一千五十分之四十三。•課分術曰:母互乘子,以少減多,餘為實,母相乘為法,實如法而一,即相多也。•解读:•又有二十一分之八和五十分之十七,问哪个大?大多少?•答:二十一分之八大,大一千五十分之四十三。•课分法:分子互乘分母,用较大的减去较小的,余数作为分子,分母相乘之积作为分母。当分子等于分母时,值为一,即是较大的分数。•课分:比较两数的大小,并考核表达分数比较小分数大多少•15、今有三分之一,三分之二,四分之三。問減多益少,各幾何而平?•答曰:減四分之三者二,三分之二者一,并以益三分之一,而各平於十二分之七。•解读:现有三分之一、三分之二、四分之三,问减去多的补给少的各多少就一样了?•答:减3/4二份,减2/3一份,并把这些补给1/3,就一样多,一样时为7/12•16、又有二分之一,三分之二,四分之三。問減多益少,各幾何而平?•答曰:減三分之二者一,四分之三者四,并以益二分之一,而各平於三十六分之二十三。平分術曰:母互乘子,副并為平實,母相乘為法。以列數乘未并者各自為列實。亦以列數乘法,以平實減列實,餘,約之為所減。并所減以益於少,以法命平實,各得其平。•几何:多少•平分术:计算分数的平均算法•17、今有七人,分八錢三分錢之一。問人得幾何?•答曰:人得一錢、二十一分錢之四。•解读:•现有七个人,均分八又三分之一钱。问每人分得多少钱?•答:每人得一又二十一分之四钱。•18、又有三人,三分人之一,分六錢三分錢之一,四分錢之三。問人得幾何?•答曰:人得二錢、八分錢之一。•經分術曰:以人數為法,錢數為實,實如法而一。有分者通之,重有分者同而通之。•经分法:法与实皆为分数的除法,先将法、实皆化为假分数,然后以法的分母乘实的分子为实,似实的分母乘法的分子为法,相除即为所求。•经分数:分数相处的运算法则•重有分者同而通之:若分母、分子都带有分数的,均需化为假分数运算•19、今有田廣七分步之四,從五分步之三。問為田幾何?•答曰:三十五分步之十二。•解读:•现有方田宽为七分之四,长为五分之三。问此块田的面积为?•答:三十五分之十二步•20、有田廣九分步之七,從十一分步之九。問為田幾何?•答曰:十一分步之七。•解读:•又有方田宽九分之七,长十一分之九。问该方田的面积是?•答:十一分之七步•21、又有田廣五分步之四,從九分步之五,問為田幾何?•答曰:九分步之四。•乘分術曰:母相乘為法,子相乘為實,實如法而一。•解读:•又有一块方田宽为五分之四,长为九分之五。问该方田的面积是?•答:九分之四步。•22、今有田廣三步、三分步之一,從五步、五分步之二。問為田幾何?•答曰:十八步。•解读:•现有块方田宽为三又三分之一步,长为五又五分之二步,问该块田的面积是?•答:十八步。•23、又有田廣七步、四分步之三,從十五步、九分步之五。問為田幾何?•答曰:一百二十步、九分步之五。•解读:又有一块方田宽为七又四分之三步,长为十五又九分之五步。问该块方田的面积是?•答:一百二十又九分之五步。•24、又有田廣十八步、七分步之五,從二十三步、十一分步之六。問為田幾何?•答曰:一畝二百步、十一分步之七。•大廣田術曰:分母各乘其全,分子從之,相乘為實。分母相乘為法。實如法而一。•解读:•又有一块方田宽为十八又七分之五步,长为二十三又十一分之六步。问该块方田的面积是?•答:一亩两百又十一分之七步。•圭:三角形•广:三角形的底边长•正从:三角形底边长的高•25、今有圭田廣十二步,正從二十一步。問為田幾何?•答曰:一百二十六步。•解读:•现有等腰三角形田边为十二步,高为二十一步。问该田面积是?•答:一百二十六步。•数学表达式:S=1/2*l*h=1/2*12*21=126•26、又有圭田廣五步、二分步之一,從八步、三分步之二。問為田幾何?•答曰:二十三步、六分步之五。•術曰:半廣以乘正從。•解读:•有等腰三角形田边长为五又二分之一步,高为八又三分之二步,问该块田的面积为多少?•答:二十三又六分之五步。•数学表达式:S=1/2*l*h=1/2*(5+1/2)*(8+2/3)=23+5/6•计算方法:底边长的一半乘以高。•圭田就是等腰三角形的田地。•广:底正纵:高•刘徽注:半广者,以盈补虚为直田也。亦可半正从以乘广。•这就是利用“出入相补原理”把等腰三角形通过分、割、移、补使之成为长方形,按长方形。面积计算法计算•刘徽注:按半广乘从,以取中平之数,故广从相乘为积步。亩法除之,即得也。中平之数字面的意思就是平均数,但实际上也就是取等腰三角形左半边底与右半边底和的一半的意思•27、今有邪田,一頭廣三十步,一頭廣四十二步,正從六十四步。問為田幾何?•答曰:九畝一百四十四步。•解读:•现有一块直角梯形田,上底边长三十步,下底边长为四十二步,高为六十四步。问该块田的面积是多少?•答:九亩一百四十四步。•数学表达式:S=1/2*(b上+b下)*h=1/2*(30+42)*64=2304(积步),即九亩四十四步•28、又有邪田,正廣六十五步,一畔從一百步,一畔從七十二步。問為田幾何?•答曰:二十三畝七十步。•術曰:并兩邪而半之,以乘正從若廣。又可半正從若廣,以乘并,畝法而一。•解读:•又有一直角梯形田,正宽长为六十五步,一边长一百步,另一边长七十二步。问该田的面积是多少?•答:二十三亩七十步。•数学表达式:S=1/2*(b上+b下)*h=1/2*(100+72)*65=5590,即二十三亩七十步•计算方法:取两边长的一半,乘以正从(宽)。也可取正从的一半做宽,再乘以两边长之和,用亩法归一制。•邪田:直角梯形邪字即是斜字,是针对正来说的,斜田是与直田相对的•术曰:并兩邪而半之。两邪当是指教体香的两底,由于其位置的不同,而名称也不一样,古时候称:东西为广,南北为纵,称上下为头,左右为畔•刘徽注:并而半之者,以盈补虚也。这里显然是并两邪而半之的省略•取高的一半,并不是底的一半•29、今有箕田,舌廣二十步,踵廣五步,正從三十步。問為田幾何?•答曰:一畝一百三十五步。•解读:•现有一般梯形田,上底长二十步,下底长五步,高为三十步。问此块田的面积是多少?•答:一亩一百三十五步•数学表达式:S=1/2*(b上+b下)*h=1/2*(20+5)*30=375(积步),即一亩三十五步。•30、又有箕田,舌廣一百一十七步,踵廣五十步,正從一百三十五步。問為田幾何?•答曰:四十六畝二百三十二步半。•術曰:并踵舌而半之,以乘正從。畝法而一。•解读:•又有一块梯形田,上底长一百一十七步,下底长五十步,宽为一百三十五步。问该田的面积是多少?•答:四十六亩二百三十二步半•计算方法:取上下底长的一半,乘以高,即得面积,用亩法归一制。•箕田:等腰梯形的田地•刘徽注:中分箕田则为两邪田,故其术相似。又可并踵、舌,半正从,以乘之。•箕田面积公式=1/2x(踵广+舌广)x正纵•为了推证以上三种类型的图形面积,刘徽创造了“出入相补”原理。所谓“出入相补”原理,就是一般所说的“割补法