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九韩信点兵(第3页)

(二)二十一是七和三的倍数,而是五的倍数多一,所以用R5去乘仍是七和三的倍数,而是五的倍数多R5。

(三)十五是三和五的倍数,而是七的倍数多一,所以用R7去乘仍是三和五的倍数,而是七的倍数多R7。

(四)所以这三项相加,就三说,是70×R3+21×R5+15×R7=3的倍数+R3+3的倍数+3的倍数=3的倍数+R3。

若用三去除所得的余数正是R3。就五说,是70×R3+21×R5+15×R7=5的倍数+R5+5的倍数+5的倍数=5的倍数+R5。

若用五去除所得的余数正是R5。就七说,是70×R3+21×R5+15×R7=7的倍数+R7+7的倍数+7的倍数=7倍数+R7。

若用七去除所得的余数正是R7。

这就可以证明我们如法炮制出来的数是合题的。至于在比一百零五大的时候,要减去它的倍数,使得数小于一百零五,这是因为适合于题目的答数本来是无穷的,只得取最小的一个数代表的缘故。一百零五本是三、五、七的最小公倍数,在这最小的答数上加入它的倍数,这和除得的余数无关。

经过这样的证明,我们可以承认上面的算法是对的。但这还不够,我们还要问,那七十、二十一和十五三个数含有怎样的性质?

七十是五和七的公倍数,而二十一是七和三的最小公倍数,十五是三和五的最小公倍数,为什么两个是最小公倍数而它一个却只是公倍数呢?

这个问题并不难回答,因为二十一用五除,十五用七除都恰好剩一,而五和七的最小公倍数“三十五”用三除剩的却是二,七十用三除才剩一。所以这个解法的要点,是要求出三个数来,每一个都是三个除数中的两个的公倍数——最小公倍数是碰巧的——而同时是它一个除数的倍数多一。这样,就到了第三步,我们要问,合于这种条件的数怎么求出来呢?这里且将清时黄中宪所编的《求一术通解》里的方法摘抄在下面,我们来认识认识中国数学书的面目,也是一件趣事。

“三位泛母都是数根,不可拆,即为定母。连乘,得105为衍母。以一行三除之,得三十五为一行衍数;以二行定母五除之,得二十一为二行衍数;以三行定母七除之,得十五为三行衍数。”

这里所谓泛母,用不到解释,便可明白,析母就是将泛母分成质因数。至于定母,便是各泛母所单独含有的质因数的积。若是有一个质因数是两个以上的泛母所共有的,那么只是含这个质因数的个数最多的泛母用它;若是两个泛母所含这质因数的个数相同,那么随便哪一个泛母用它都可以。注意后面的另一个例子——衍母是各定母的连乘积,也就是各泛母的最小公倍数,衍数是用定母除衍母所得的商。

得了定母和衍数,就可以求乘率,所谓乘率便是乘了衍数所得的积恰等于泛母的倍数多一的数,而这个乘积称为用数。求乘率的方法,在《求一术通解》里面是这样说的:“列定母于右行,列衍数于左行(左角上预寄一数),辗转累减,至衍数余一为止,视左角上寄数为乘率。

“按两数相减,必以少数为法(法是减数),多数为实(实是被减数)。其法上无寄数者,不论减若干次,减余数上仍以一为寄数(1)。其实上无寄数者,减作数上,以所减次数为寄数(2)。其法实上俱有寄数者,视累减若干次,以法上寄数亦累加若干次于实上寄数中(3),即得减余数上之寄数矣。”

照这个法则,我们来求所要的各乘率。为了容易明白,我将原式的中国数码改成了阿拉伯数字:

所以乘率是2。

所以乘率是1。

所以乘率是1。

依原书所说,是用累减法,但累减便是除,为什么不老老实实地说除,而要说是累减呢?是因为最后衍数这一行必要保留一个余数一——所以即使除得尽也不许除尽。因此说除不如说累减更好。但在此说明,还是用除好些。我们就用除法来检查这个计算法。如第一式,衍数35左角上的1,就是所谓预寄的一数,表示用一个衍数的意思。因为定母3比衍数35小,用3(法)去除35(实)得11剩2。照(1)法上无寄数,仍以1为余数2的寄数,所以2的左角上写1。接着以2(法)除3(实)得1(商)剩1。照(2)实上无寄数,以所减次数(即商数)为余数的寄数,所以1的右角上还是1。再用这1(法)去除2(实)本来是除得尽的,但应当保留余数1,因此只能商1而剩1。照(3)法实都有寄数,应当以商数1乘法数1的寄数1,加上实数2的寄数1得2,为余数1的寄数,而它便是乘率。

第一次的余数2=35-3×11

第二次的余数1=3-2×1=3-第一次的余数×1=3-1-(35-3×11)×1

第三次的余数1=2-1×1

上式中“·”表示所求得的乘率,黑体字表示每次的寄数。你看这求法多么巧妙!现在用代数的方法证明如下:设A为定母,B为衍母,a0a1a2……an为各次的寄数,r0r1r2……rn为各次的余数,而rn等于1,依上面的式子写出来便是:

有了乘率,将它去乘衍数就得用数,上面已经证明了,所以在本例题中,三、五和七的用数相应地便是七十(35×2)、二十一(21×1)和十五(15×1)。

杨辉的“剪管术”中,同样的题目有好几个,试取两个照样演算于下。

(a)七数剩一,八数剩二,九数剩三,问本数是多少?

(一)求衍数(二)求乘率所以乘率是4。所以乘率是7。

所以乘率是5。

(三)求用数,就是将相应的乘率去乘衍数,所以七、八、九的用数相应地为二百八十八(72×4)、四百四十一(63×7)和二百八十(56×5)。

(四)求本数,就是将各除数所除得的剩余相应地乘各用数,而将这三个乘积加起来。倘若所得的和比七、八、九的最小公倍数504大,就将504的倍数减去,也就是用这最小公倍数除所得的和而求余数。

因而288×1+441×2+280×3=288+882+840=2010

2010÷504=3余498

所以四百九十八是本数。

(b)二数余一,五数余二,七数余三,九数余四,求原数是多少?

(一)求衍数

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