卷七 学术七测算上
卷七 学术七测算上
算学捃华百篇
任测一恒星欲,定北极度,其法若何?
汪凤藻
* 图略
如图,甲己乙丙子午。圈甲乙为地平,丙为天顶,丁为所推之北极,则戊己为赤道。任测一星如子,欲定北极出地度,法先测得子庚赤道北纬度,戊庚星距午线赤道经度及子辛高度。乃取丁子丙斜弧三角形,用垂弧法作子丑垂弧,高弧交地平点近子点,则垂弧在形内出地度少;近午点,则垂弧在形外,出地度多。分原形为丁子丑、子丑丙二正弧三角形,有丁子弧象限减北纬子,丙弧象限减高度丁,角即戊庚赤经度,及丑直角。先求子丑垂弧,次求丁丑及丑丙二弧相加得丁丙,以减丙甲象限,余丁甲即所推北极出地度。
金星二百二十,五日一周。某日与地同行,试推须俟若干日复[与地同行](推北极出地度)
蔡锡勇
答曰:「五百八十四日,又五分日之二。」
按金星绕日一周为,地球绕日一周八分之五,乃有比例。
一率 八五
二率 三六五 四之一
三率 一 四率 五八四 五之二
地距日一万二千,地径求所受光热有几分?
马呈忠
答曰:「二十三亿零四百万分之一。」
法以天球面积除地球面积,即得。
* 算式略
以地径为一日,径为百零六日,距地一万二千,月距地三十,当月食推地影尖距月若干,远。
贵荣
答曰八十四 又七分之二
* 图略
如图,甲乙为日径,丁戊为地径,壬辛为月径,丙己日距地一万二千,两心相距己子,月距地三十,两心相距命己丑,为天乃有等数。
* 算式略
求得己丑一一四又一0五之三0,约之得一一四又七分之二,内减己子月距地三0,余子丑八四又七分之二,为地影尖距月之度。
已知月地距,测日食东西视差,以推日地距,其法若何?
杨兆蓥
* 图略
如图,甲乙为地面二测处,丙为月人。在甲见月在日面,丑人在乙见月在日面。子法先测两处月过太阳面出入时刻,以二处时刻之较变为角度量得子甲丑,或子乙丑视差角。又以甲乙二处距弧求得通弦甲乙,而甲丙等乙丙皆为地面距月心,故有甲乙丙三角形,有三边求得丙角,与半周减得甲丙子角。既得甲丙子角,即可得丙子甲角。乃以子角正弦与甲角正弦比,若甲丙月距地与丙子月距日比,得丙子加[乙]丙即日地距。
测月地距其法 若何
王宗福
* 图略
如图,子为月,甲为地,面测处,心为地心,心子甲角为视差角,乙为天顶,子甲乙角为月距天顶角,其外角为子甲心角。法用心甲子三角形,有三角及甲心边,地半径,求得子心边,即月地二心距也。
日月二视径相等,以何法测其真径?
徐广坤
法以半径为一率,地心距日月心为二率,视角,即地心视日月,以日月半径为对边之角,正弦为三率,求得四率,倍之,即日月真径。
* 图略
如图,甲为日心,甲丙为日半径,乙为地心,乙甲为地心距日心之远,自乙视甲,成甲乙丙三角形,乙角可测而知,丙为直角,求甲丙边有比例。
一率 半径
二率 乙角正弦
三率 甲乙边
四率 甲丙边
求得甲丙为日真半径,倍之得日径,测月。
同置闰之法与 理试详言之
陈寿田
考之闰者,日月不齐之数,圣人立四仲中星以定之,在璇玑玉衡以齐之,职此之故,乃参赞化育之道,调燮四时之理,不可不慎也。盖其法以岁实三百六十五日四分日之一,太阳每日行天一度,太阴每日行天十三度十九分度之七,以定三年一闰,五年再闰,十九年七闰,万古不易之理也。今以法计之,以每日日行一度与月行十三度十九分度之七相减,余十二度十九分度之七为一日之月距日度,用通分法通为二百三十五分为法,以周天三百六十五度四分度之七亦通为六千九百三十九分小余七五为实,以法除实,得二十九日二百三十五分日之一百二十四小余七五,约为二十九日九百四十分日之四
译卷七 学术七 测算上
算学撷取精华百篇
任测:想要测定一颗恒星的北极出地高度,方法是什么?
汪凤藻
* 图略
如图所示,甲己乙丙为子午圈。甲乙为地平圈,丙为天顶,丁为所求的北极,那么戊己为赤道。任意测量一颗恒星如子星,想要确定北极高出地平的角度,方法如下:先测得子星的赤道北纬度(子庚)、星距午线的赤道经度(戊庚)以及子星的高度(子辛)。然后取丁子丙斜弧三角形,使用垂弧法作子丑垂弧。如果高弧与地平圈的交点靠近子星,则垂弧在三角形内部,北极出地高度较小;如果交点靠近午点,则垂弧在三角形外部,北极出地高度较大。将原三角形分为丁子丑、子丑丙两个直角弧三角形。已知丁子弧为象限减去北纬,丙弧为象限减去高度,角为戊庚赤经度,以及丑角为直角。先求出子丑垂弧,再求出丁丑弧和丑丙弧,两者相加得到丁丙弧,用象限(丙甲)减去丁丙,剩余的丁甲弧即为所求的北极出地高度。
金星二百二十又五日绕日一周。某日金星与地球同处一行,试推算需要等待多少天金星再次与地球同处一行?
蔡锡勇
答曰:“五百八十四日,又五分日之二。”
按:金星绕日一周的时间,是地球绕日一周时间的八分之五,由此建立比例关系。
一率:八分之五
二率:三百六十五又四分之一日
三率:一
四率:五百八十四又五分之二日
地球距离太阳一万二千倍地球直径,求地球所受阳光热量占太阳总辐射量的几分之几?
马呈忠
答曰:“二十三亿零四百万分之一。”
方法是用天球面积除以地球面积,即可得出。
* 算式略
以地球直径为一单位,太阳直径为一百零六单位,太阳距离地球一万二千单位,月球距离地球三十单位。当月食发生时,推算地球影子尖端距离月球有多远?
贵荣
答曰:八十四又七分之二。
* 图略
如图所示,甲乙为太阳直径,丁戊为地球直径,壬辛为月球直径,丙己为太阳距离地球一万二千单位,两中心相距己子;月球距离地球三十单位,两中心相距己丑。由此建立等量关系。
* 算式略
求得己丑为一百一十四又一百零五分之三十,约简后得一百一十四又七分之二,减去己子(月球距离地球三十),剩余子丑为八十四又七分之二,即为地球影子尖端距离月球的度数。
已知月球与地球的距离,测量日食时的东西视差,以此推算太阳与地球的距离,方法是什么?
杨兆蓥
* 图略
如图所示,甲乙为地面两个观测点,丙为月球中心。在甲地观测到月球在日面,丑为观测者;在乙地观测到月球在日面。方法如下:先测量两地月球经过太阳面出入的时刻,将两地时刻之差转化为角度,量得子甲丑或子乙丑为视差角。又通过甲乙两地的距离弧求得通弦甲乙,而甲丙等于乙丙,均为地面到月球中心的距离,因此构成甲乙丙三角形。已知三边求得丙角,用半周角减去丙角得到甲丙子角。既然得到了甲丙子角,就可以得到丙子甲角。于是以子角的正弦与甲角的正弦之比,等于甲丙(月球距离地球)与丙子(月球距离太阳)之比,求得丙子加上乙丙,即为太阳与地球的距离。
测量月球与地球距离的方法是什么?
王宗福
* 图略
如图所示,子为月球,甲为地面观测点,心为地心,心子甲角为视差,乙为天顶,子甲乙角为月球距天顶角,其外角为子甲心角方法。利用心甲子三角形,已知三个角及甲心边(地球半径),求得子心边,即为月球与地球两中心的距离。
太阳和月球的视直径相等,用什么方法测量它们的真实直径?
徐广坤
方法是以半径为一率,地心到日月中心的距离为二率,视角(即从地心观察日月,以日月半径为对边的角)的正弦为三率,求得四率,将其加倍,即为日月的真实直径。
* 图略
如图所示,甲为日心,甲丙为日半径,乙为己心,乙甲为地心到日心的距离。从乙观察甲,构成甲乙丙三角形,乙角可测量而知,丙为直角,求甲丙边有如下比例:
一率:半径
二率:乙角正弦
三率:甲乙边
四率:甲丙边
求得甲丙为太阳的真实半径,加倍后得到太阳直径。测量月球同理。
关于设置闰月的方法与道理,请详细论述。
陈寿田
考察闰月,是因为日月运行速度不齐,圣人设立四季中星来测定,用璇玑玉衡来协调,职责就在于此,这是参赞天地化育之道、调和四时之理,不可不慎重。大抵其方法是以岁实三百六十五日四分之一,太阳每天运行天一度,太阴每天运行天十三度十九分度之七,以此确定三年一闰,五年再闰,十九年七闰的万古不变之理。现在用方法计算,将每天太阳运行一度与月亮运行十三度十九分度之七相减,余数十二度十九分度之七为一日月亮距离太阳的度数,用通分法通分为二百三十五分为法,以周天三百六十五又四分之一度亦通分为六千九百三十九分,小余七十五为实,以法除实,得二十九日,二百三十五分日之一百二十四,小余七十五,约为二十九日,九百四十分日之四。
百九十九小余七五为朔策。乃以每岁三百六十日与岁实三百六十五日四分日之一相减,余五日四分日之一,通为五日九百四十分日之二百三十五为一岁之气盈。以朔策二十九日九百四十分日之四百九十九与三十日相减,余九百四十分日之四百四十一为一月之朔虚。以十二月乘之,得五千二百九十二分,以九百四十分收之,得五日九百四十分日之五百九十二为一岁之朔虚。乃以一岁之气盈朔虚日数相并,得十日九百四十分日之八百二十七,即一岁之闰率,递加之得逐岁之闰率,视某岁某月无中气即可定闰月也。此即置闰之法。至于其理,乃气盈朔虚所积[而](面)成。何谓气盈?气中气也,盈有余也。朔月与日会,光尽而复苏也。虚不足也。夫岁有十二月,月有三十日,三百六十日,一岁之常数也。太阳行黄道一周,日与天会,则三百六十五日五时三刻三分奇,较常数多五日五时三刻三分有奇,是谓气盈。此系用时刻分与前同以周日分之,得前法之气盈;月与日会,一月则二十九日十二时二刻十二分有奇。若十二会,三百五十四日三刻三分有奇,较常数少五日十五时十一分奇,是为朔虚。是以置闰,必以气盈朔虚为主。然三年何以一闰?因尚不足以尽余分,五年再闰,则又太过。须至十九年七闰,其闰余已足朔策之七倍,则气数分齐,乃为一章。其数有常而不变,此皆以平行言之也。今节气合朔,皆日用之实行,以无中气之月为闰月。凡闰月必准一节气,日有盈缩,月有迟疾,其节气合朔有进退,故置闰之远近,较平行复有参差。然至十九年,则盈缩迟疾已过数周,合而计之,实行与平行之数亦得近合矣。
译以一百九十九又九百四十分之七十五作为朔策。于是用每年的三百六十日与岁实三百六十五日又四分之一日相减,余下五日又四分之一日,通算为五日又九百四十分之二百三十五日,这是一年的气盈。用朔策二十九日又九百四十分之四百九十九与三十日相减,余下九百四十分之四百四十一日,这是一月的朔虚。用十二去乘它,得到五千二百九十二分,用九百四十分去收它,得到五日又九百四十分之五百九十二日,这是一年的朔虚。于是将一年的气盈和朔虚日数合并,得到十日又九百四十分之八百二十七,这就是一年的闰率,依次累加得到每年的闰率,观察哪一年哪个月没有中气,就可以确定闰月了。这就是置闰的方法。至于其中的道理,乃是气盈和朔虚积累而成的。什么叫做气盈?气指中气,盈指有余。朔指月亮与太阳会合,月光耗尽而后恢复。虚指不足。一年有十二个月,每月有三十日,三百六十日,是一年的常数。太阳在黄道运行一周,太阳与天会合,则是三百六十五日五时三刻三分有余,比常数多出五日五时三刻三分有余,这叫做气盈。这里用时刻分与前文一样以周日分来计算,得到前述方法中的气盈;月亮与太阳会合,一个月则是二十九日十二时二刻十二分有余。如果十二次会合,则是三百五十四日三刻三分有余,比常数少五日十五时十一分有余,这叫做朔虚。因此置闰,必须以气盈和朔虚为主。然而为什么三年一闰?因为还不足以完全容纳余分,五年再闰,则又太过。必须到十九年七闰,其闰余已经足够朔策的七倍,那么气数分齐,才称为一章。它的数目有常而不变,这都是以平气来说的。如今节气和合朔,都是日常使用的实气,以没有中气的月份为闰月。凡是闰月必定对应一个节气,太阳有盈缩,月亮有迟疾,其节气和合朔有进退,所以置闰的远近,与平气相比又有参差。然而到了十九年,那么盈缩迟疾已经过了数周,合并计算,实气与平气的数目也能大致吻合了。
有半球体求重 心
王锺祥
* 图略
如图,子丑寅为半球体,作丑子丑寅二线,成丑子寅圆锥形,取丑辰四分之一午点为圆锥重心。既得圆锥重心,以反比例求之,即得半球之重心,有比例如左。
一率 半球体积
二率 圆锥体积
三率 圆锥重心
四率 半球体重心
半周有质弧线 求重心
王宗福
* 图略
如图,甲丙乙为半周。有质弧线,丙心为半径。半径自乘,以象限周除之,得重圆二心距。丁心,丁点,即重心。
* 算式略
有半圆面截去,六十度截线正交圆径,求残积之重心。
王宗福
* 图略
如图,甲丙乙半圆面,丙乙六十度,丙丁正交,甲乙径,求甲丙丁残积之重心。先作心丙半径,将残积分为甲心丙、丙心丁二分。丙心丁句股之句为半径之半,求得丙心丁之重心为卯。复求得半圆重心比例,得一百二十度,甲心丙积之重心如子。作子卯线,甲丁丙积与丙心丁积比若子卯与子丑比,丑即所求重心。
有端砚一块,长一尺,宽五寸,厚二寸,作一圆池,距三边各五分,深一寸二分,求重心距各边若干。
博勒洪武
* 图略
如图,甲乙丙丁为砚,丙戊庚丁,甲乙庚戊二正方相等。壬子圆池,圆距丙戊、丙丁、丁庚三边皆五分。法先求得壬子积与丙戊庚丁积相减,余三二四。八甲乙戊庚积亦为五十方寸,则有比例如左。
一率 共积
二率 共长
三率 丙戊庚丁残积三二四八
四率 丁心一九
求得丁心一九则,距甲乙边三寸四分强,距丙丁边六寸六分,距甲丙、乙丁皆二寸五分。
有杠杆长二十七尺,以人力百斤,欲移动千二百五十斤之石,试推其倚所,当在何处?
杜法孟
答曰距石二 尺内
* 图略
法以力重相加为一,率杆长为二,率力为三,率求得四率,得倚所。
有铁锤四,其重如三四五六之数,按次分悬于直杆,每锤相距一尺,试求定点。
杨兆鋆
* 图略
如图,甲乙丙句股面,取甲乙句三分之一于丁,甲丙股三分之一于戊,各作垂线丁己、戊庚,交点「心」即句股面重心切心点。正交乙丙作线,辛壬作辛点为合弦平地平之点。而戊辛等甲丁,戊心辛与本形同式,故比例如:句与戊心,句三之一一相乘,股除之得戊辛,以加戊丙得辛丙,大分减甲戊得甲辛,小分。又法用心庚己形求之,有等式。
* 算式略
求得辛丙,即大分减;股得小分。
有句八股十五,句股面于弦,取二点令悬之。一句平如地平,一股平如地平,其法若何?
席淦
* 图略
如图,先求句股重心。甲自甲作句股之垂线,引长至悬弦于丙、辛二点,则句股合地平。丙己为弦三之一,辛己为弦三之二。何也?甲丁为庚丁三之二,乙丁必为戊丁三之二。丙乙与戊己平行,丙丁必为己丁三之二,而丙己必为三之一。又己甲为己癸三之二,己壬必为己戊三之二。辛壬与丁戊平行,则辛己必为丁己三之二。丙己五六六六六,辛己一一三三三三。
有膛径尺五,若以铁较水重八倍,求其子轻重若何?
贵荣
法以方圆边线相等,体积不同。定率立方一九九八五九三一七为一率,球积一为二率,膛以一五自乘再乘,得三三七五为三率,求得四率一七六七寸又一九九八五九三一七之二七八五八六八六一为球积。再以水每方尺率七十六斤化为一千二百一十六两,以一千寸除之,得每方寸十二线又二十五分之四,以乘球积得二一二四,再八倍之得一六九六三二,以十六除之,得一千六百斤强,即子重。
有鎗子向上直放,二十秒始落,求其升高若干,并作图明其理。
文续
答曰一千六 百尺
法以二十秒折半,自之,得一百,以初秒所过之路十六尺乘之,得一千六百尺,即所求之高。
* 图略
如图,甲乙丙三角形。甲乙等纵线为时,乙丙等横线为速。十秒内所过之路,即为甲乙丙三角形积。
有物下坠,数秒,而末秒之路为全路三分之一
译求半球体的重心
王锺祥
* 图略
如图所示,子丑寅为半球体,作出丑子、丑寅两条线,构成丑子寅圆锥形,取丑辰的四分之一处午点作为圆锥的重心。既然已经求得圆锥的重心,用反比例法计算,即可得到半球体的重心,比例关系如下。
一率 半球体积
二率 圆锥体积
三率 圆锥重心
四率 半球体重心
求半周有质弧线的重心
王宗福
* 图略
如图所示,甲丙乙为半周。有质量的弧线,丙心为半径。半径自乘,除以象限周长,得到重心与圆心之间的距离。丁心,丁点,即为重心。
* 算式略
有一个半圆面被截去一部分,六十度的截线与圆直径垂直,求剩余部分的面积重心。
王宗福
* 图略
如图所示,甲丙乙为半圆面,丙乙为六十度,丙丁垂直,甲乙为直径,求甲丙丁剩余部分的面积重心。先作出圆心丙的半径,将剩余部分分为甲心丙、丙心丁两部分。丙心丁直角三角形的短直角边为半径的一半,求得丙心丁部分的重心为卯。再求得半圆重心比例,得到一百二十度,甲心丙面积部分的重心如子。作出子卯线,甲丁丙面积与丙心丁面积之比,如同子卯与子丑之比,丑即为所求的重心。
有一块端砚,长一尺,宽五寸,厚二寸,凿出一个圆池,距离三边各五分,深一寸二分,求重心距离各边多少。
博勒洪武
* 图略
如图所示,甲乙丙丁为砚台,丙戊庚丁,甲乙庚戊两个正方形相等。壬子为圆池,圆池距离丙戊、丙丁、丁庚三边均为五分。方法先求得壬子面积与丙戊庚丁面积相减,余数为三二四。八甲乙戊庚面积也为五十平方寸,则有比例如下。
一率 总体积
二率 总长度
三率 丙戊庚丁剩余面积三二四八
四率 丁心一九
求得丁心一九后,距离甲乙边三寸四分多,距离丙丁边六寸六分,距离甲丙、乙丁均为二寸五分。
有一根杠杆长二十七尺,用一百斤的人力,想要移动一千二百五十斤的石头,试推算支点应该在哪里?
杜法孟
答曰:距离石头二尺以内
* 图略
方法是将力与重相加作为一率,杆长作为二率,力作为三率,求得四率,即得支点位置。
有四个铁锤,其重量分别为三、四、五、六之数,依次悬挂在直杆上,每两个锤相距一尺,试求固定点。
杨兆鋆
* 图略
如图所示,甲乙丙为直角三角形面,取甲乙直角边的三分之一于丁,甲丙另一直角边的三分之一于戊,分别作垂线丁己、戊庚,交点“心”即为直角三角形面的重心切心点。垂直于乙丙作线,辛壬作辛点为合力弦水平地平之点。而戊辛等于甲丁,戊心辛与原图形同式,故比例如:直角边与戊心,直角边三分之一相乘,除以另一直角边得戊辛,加上戊丙得辛丙,大分减去甲戊得甲辛,小分。另一种方法用心庚己形求解,有等式。
* 算式略
求得辛丙,即大分减去;另一直角边得小分。
有一个直角边为八、另一直角边为十五的直角三角形面,在斜边上取两点悬挂它。使一直角边水平如地平,另一直角边水平如地平,其方法如何?
席淦
* 图略
如图所示,先求直角三角形重心。甲自甲作直角三角形的垂线,延长至悬挂斜边于丙、辛两点,则直角三角形合地平。丙己为斜边的三分之一,辛己为斜边的三分之二。为什么呢?甲丁为庚丁的三分之二,乙丁必为戊丁的三分之二。丙乙与戊己平行,丙丁必为己丁的三分之二,而丙己必为三分之一。又己甲为己癸的三分之二,己壬必为己戊的三分之二。辛壬与丁戊平行,则辛己必为乙己的三分之二。丙己五六六六六,辛己一一三三三四。
有一个膛径为一尺五寸的火炮,如果铁比水重八倍,求其炮弹重量如何?
贵荣
方法是以方圆边线相等,体积不同。定率立方一·九九八五九三一七为一率,球体积一为二率,膛径以一·五自乘再乘,得三·三七五为三率,求得四率一·七六七寸又一·九九八五九三一七之二·七八五八六八六一为球体积。再以水每立方尺率七十六斤化为一千二百一十六两,以一千方寸除之,得每立方寸十二线又二十五分之四,乘以球体积得二一二四,再八倍之得一六九六七二,以十六除之,得一千六百斤多,即为炮弹重量。
有炮弹向上垂直发射,二十秒后才落下,求其升高多少,并作图说明其理。
文续
答曰:一千六百尺
方法是将二十秒折半,自乘,得一百,以第一秒所过的路程十六尺乘之,得一千六百尺,即为所求的高度。
* 图略
如图所示,甲乙丙三角形。甲乙等纵线代表时间,乙丙等横线代表速度。十秒内所过的路程,即为甲乙丙三角形面积。
有物体下落,数秒后,最后一秒的路程为全程的三分之一
,试求其秒数。
时永清
答曰七秒又 一七八二
二方根为一四一四,二三方根为一六四三,一两根较为二二八九,乃有比例。
译,试着求出它的秒数。
当时永清
回答说:七秒又 一七八二
二的平方根为一四一四,二的立方根为一六四三,一与两的根数相比为二二八九,于是存在比例关系。
一率 两根较 二二 八九
二率 三方根一六四三一
三率 一秒
四率 七秒又一七八二
* 图略
如图,甲乙丙为全路;积甲丁戊积为三分之二,戊丁乙丙积为三分之一。甲乙为共时,丁乙为一秒。甲乙丙积与甲丁戊积比若三与二比。甲乙丙积与甲丁戊积比,又若甲乙方与甲丁方比,即三与二比。若甲乙方与甲丁方比,亦即三方根与二方根比。若甲乙与甲丁比,故三方根二方根较与三方根比。若甲乙甲丁较之丁乙一秒与甲乙共时比。
有一其最远 界二十里移于高山顶高出平地四十里下测一敌营须用四十五度方向 方能及之求营距若干远
王宗福
答曰四十里
* 图略
如图,甲为甲,壬为四十五度方向,丑为拋物线顶点,甲辛即山高,丁为敌营,丑未五与丙未方一百比。若丑未加己,丁四五与己未方九百比,得己三十,即得甲己[即]辛丁」距四十里。
今有台六百九十七尺长,对面有敌国兵船,从此头视之,成角八十四度四十分,从彼头视之,成角八十六度三十分,求船距二处及台与船最近之处相距各若干。
杨枢
答曰:「船距此头四千五百三十一又距彼头四千五百一十九尺。台与船最近之处相距四千五百十一尺。」
* 图略
先求乙角法,以丙角八十四度四十分与丁角八十六度三十分相并,以减半周一百八十度,余八度五十分,为乙角度数。
次求乙丁边
一率,乙角正弦,九、一八六二八。
二率 丙丁边 二八四三二三
三率 丙角正弦 九九九八一一
四率 乙丁边 三六五五 六
检表得乙丁,边四千五百一十九尺。
次求乙丙边
一率,乙角正弦,九、一八六二八。
二率 丙丁边 二八四三二三
三率 丁角正弦 九九九九一八
四率 乙丙边 三六五六一三
检表,得乙丙边四千五百三十一尺。
末求乙戊中垂线
一率 半径 一0000000
二率 丙角正弦 九九九八一一
三率 乙丙边 三六五六一九
四率 乙戊垂线 三六五四三0
检表得四千五百一十一尺,即台与船相距最近之处。
今有兄弟三家,欲掘井使距各家维均。甲乙相距二十丈,乙丙二十二丈,丙甲二十四丈。试推其井应在何处?与距各家之远近若何?
左秉隆
答曰:「井与各家相距十二丈五尺有奇。」
* 图略
如图,以甲丙为一率,甲乙乙丙和为二率,甲乙乙丙较为三率,求得四率为底边较,三丈五尺与甲丙相减,半之为句,以甲乙为弦,求得股十七丈四尺余,为甲乙丙三角形之中垂线。次以中垂线为一率,甲乙为二率,乙丙为[三]率,求得四率二十五丈有奇为圆径,半之为井,与各家相距数。
今有弧矢田试,作一界线,平分为二分。
杜法孟
* 图略
如图,丙乙甲弧矢田。先作乙甲直线,自乙甲弧折半丁点至壬,作丁壬小矢。自壬至丙作壬丙线,以丁壬丙[为界](乙)即分弧矢田为两平分。
解曰:丁壬甲等于丁,壬乙自壬与乙丙平行,作壬戊线,与甲丙平行,作壬辛线,则成壬戊甲、壬戊丙、辛壬乙、辛壬丙四句股形等式等积。甲壬丙、乙壬丙皆得二句股积,故等。
又解曰:丁壬、甲等于丁壬、乙甲、壬丙、乙壬、丙二三角形,其底等,甲壬等于乙壬,其高又等,同以壬丙为高,故其积等。
弧矢形内求任、作相切二圆,其心俱在弧背,其周俱切弦,其法若何?
杨兆鋆
* 图略
法自大圆心作心甲,半径取甲点作戊辛之垂线甲丙,以甲为心,甲乙为度作圆,乙即甲圆周切弦之一点。引长甲丙线至丁,作丁甲,半径,甲即甲圆心切弦之一点。自丁至戊作丁戊线,割甲圆周于己,即二圆切点,乃作甲己线,引长至弧背得庚点,即为庚圆心,以庚己为度作圆,其切弦点为壬,即丁戊线交弦之点也。
三角内求作相 等相切六圆
懿善
* 图略
平分三边形之三边,于
译一率:两根之差;二率:二又二八九。
二率:三方根一六四三一。
三率:一秒。
四率:七秒又一七八二。
* 图略
如图,甲乙丙为全程;甲丁戊的面积占三分之二,戊丁乙丙的面积占三分之一。甲乙为共用时间,丁乙为一秒。甲乙丙的面积与甲丁戊的面积之比,如同三与二之比。甲乙丙的面积与甲丁戊的面积之比,又如同甲乙的平方与甲丁的平方之比,即三与二之比。若甲乙的平方与甲丁的平方之比,也就是三方根与二方根之比。若甲乙与甲丁之比,故三方根与二方根之差与三方根之比。若甲乙与甲丁之差,即丁乙一秒与甲乙共用时间之比。
有一最远界限二十里,移至高山顶,高出平地四十里,向下测量一敌营,须用四十五度方向方能到达,求营距离多远?
王宗福
答曰:四十里。
* 图略
如图,甲为甲,壬为四十五度方向,未为抛物线顶点,甲辛即山高,丁为敌营。未五与丙未方一百之比。若未加己,丁四五与己未方九百之比,得己三十,即得甲己(即辛丁)距离四十里。
今有台长六百九十七尺,对面有敌国兵船,从此端观看,成角八十四度四十分;从彼端观看,成角八十六度三十分。求船距两端及台与船最近之处各相距多少。
杨枢
答曰:“船距此端四千五百三十一尺,距彼端四千五百一十九尺。台与船最近之处相距四千五十尺。”
* 图略
先求乙角之法,以丙角八十四度四十分与丁角八十四度三十分相加,以半周一百八十度减去,余八度五十分,为乙角的度数。
次求乙丁边:
一率,乙角正弦,九、一八六二八一。
二率,丙丁边,二八四三二三。
三率,丙角正弦,九九九八一一。
四率,乙丁边,三六五五六。
查表得乙丁边四千五百一十九尺。
次求乙丙边:
一率,乙角正弦,九、一八六二三。
二率,丙丁边,二八四三二。
三率,丁角正弦,九九九九一八。
四率,乙丙边,三六五六一三。
查表得乙丙边四千五百三十一尺。
末求乙戊中垂线:
一率,半径,一0000000。
二率,丙角正弦,九九九八一一。
三率,乙丙边,三六五六一九。
四率,乙戊垂线,三六五四三0。
查表得四千五百一十一尺,即台与船最近之处。
今有兄弟三家,欲掘井使距离各家相等。甲乙相距二十丈,乙丙相距二十二丈,丙甲相距二十四丈。试推井应在何处?与距各家之远近如何?
左秉隆
答曰:“井与各家相距十二丈五尺有余。”
* 图略
如图,以甲丙为一率,甲乙与乙丙之和为二率,甲乙与乙丙之差为三率,求得四率为底边之差,三丈五尺与甲丙相减,取一半为勾,以甲乙为弦,求得股十七丈四余,为甲乙丙三角形之中垂线。再以中垂线为一率,甲乙为二率,乙为三率,求得四率二十五丈有余为圆直径,取一半为井,即与各家相距之数。
今有弧矢田,试作一界线,平分为二分。
杜法孟
* 图略
如图,丙乙甲为弧矢田。先作乙甲直线,自乙弧折半丁点至壬,作丁壬小弧。自壬至丙作壬丙线,以丁、壬、丙(为界)(乙)即分弧矢田为两平分。
解曰:丁壬甲等于丁壬乙,自壬与乙丙平行,作壬戊线;与甲丙平行,作壬辛线,则形成壬戊甲、壬戊丙、辛壬乙、辛丙四句股形等式等积。甲丙、乙丙皆得二句股积,故相等。
又解曰:丁壬甲等于丁壬乙、甲丙、乙丙二三角形,其底相等,甲壬等于乙壬,其高又相等,同以壬丙为高,故其面积相等。
弧矢形内求作相切二圆,其圆心俱在弧背,其圆周俱切弦,其法如何?
杨兆鋆
* 图略
法自大圆心作心甲,半径取甲点,作戊辛之垂线甲丙,以甲为圆心,甲乙为半径作圆,乙即甲圆周切弦之一点。延长甲丙线至丁,作丁甲半径,甲即甲圆心切弦之一点。自丁到戊作丁戊线,割甲圆周于己,即为二圆切点,乃作甲己线,延长至弧背得庚点,即为庚圆心,以己为半径作圆,其切弦点为壬,即丁线交弦之点也。
三角内求作相等相切六圆
懿善
* 图略
平分三边形之三边,于
一二三作乙一丙,二甲三三中垂线相交于丁。平分丁甲一角,作分角线遇丁一线于子。以丁为心,以丁子为度,度于二三两线,遇于丑与寅。则丑子寅为所求之三圆心,而子一为其半径。若过子点作线与甲丙边平行,遇甲三丙二两线于卯辰。又自卯与辰各作线与甲乙、乙丙两线平行,则得又三圆心。
译一、二、三构成乙一丙,两条直径的三条中垂线相交于丁。平分角丁甲,作角平分线交丁一线于子。以丁为圆心,以丁子为半径,在三、二两线上截取,分别交于丑和寅。那么丑、子、寅即为所求的三个圆心,而子一为其半径。如果过子点作一条与甲丙边平行的线,交甲三、丙二两线于卯、辰。再从卯、辰分别作与甲乙、乙丙两线平行的线,则又得到三个圆心。
有长椭圆体及圆锥体,椭圆短径等于锥之底径,长径等于锥高,此二体和即等径等高之圆柱,试解其理。
蔡锡勇
* 图略
如图,甲乙丙丁为圆柱积,其长甲乙、戊己丙丁并同,即戊己庚辛椭圆体之长径,戊[乙](己)丁锥体之高。其阔甲丙、庚辛乙丁并同,即椭圆体之短径,锥体之底径。夫浑圆本得同径,圆柱积三分之二,锥体得三分之一,椭圆亦然。今以甲丙短径求得甲壬丙癸圆面,甲乙乘之为柱积,三归之为戊庚辛半椭圆积,亦为戊乙丁圆锥积。则戊庚己辛全椭圆积,必得圆柱积三分之二,戊乙丁圆锥积必得圆柱积三分之一,故相并即圆柱积也。
大球截积内求,所容相等相切三球。
蔡兆熊
* 图略
如图,子辰午为大球,截积子午为截积,通弦己午为正弦,取丑未倍己午作丑未,寅等边三角形。其中垂线寅己,引长己申至卯。今申卯等于半己申,以卯为心,寅为界,截辰卯线于酉,则酉己为小球全径。乃于截积平圆内面,以圆心己为心,酉己为边作等[边](趋)边三角,其三角点即小球切点也。
又图设三球,心为乙,为丙,为甲,作三线相连,成乙甲丙等边三角形,其心为戊,丁为大球心,作丁、戊、丁丙,成戊丙丁句股,乃立小球半径为天,以代数求之。
* 算式略
依式,是三正弦为方,正字上大矢为长阔较,开四个方,得小球半径。三大矢为长阔较,开一个方,为小球全径。寅己方三倍,午己方,己卯为半较,得酉己即为小球径。
六面体内容八面体,其二体比例若何?
汪凤藻
* 图略
如图,甲乙正六面体,先求作内容八等面体。法取子乙、乙丑、丑卯、卯子四面之心,丙、丁、戊、己四点。作丙己、己戊、戊丁、丁丙四线,成丙戊直角四等边形,即内容八面体半锥体之底面。次取子丑、乙卯二面之心,庚、辛二点,作庚丙、庚丁、庚己、庚戊、辛戊、辛丁、辛己、辛丙八线,成庚辛丁己八等面体,其六角均切六面体之面心。欲明二体之比例,命六面体之一边为甲,八面体之一边为乙,以数明之。
* 算式略
不等面立三角,求重心其法若何?
汪凤藻
法任以一面为底面,求得其重心点,自此点至顶角作线,必过立三角重心,复取一面如法作之,得二线交点,即所求。准此,自底面取重心线四分之一,即重心。
今有正圆球三,角垛共十球,球径一尺,求垛顶至平面高若干?
杜法孟
答曰二尺六 寸三分强
* 图略
法自上层一球与中层三球、四球心作六线,成六等边形,边与球径等。以一边为弦,半边为句,求得股为每一线之中垂线。又以一边为弦,中垂线三分之二,即分角线为句,求得股为六等边自尖至底中心之立垂线。倍之加球径,为垛顶至平面之高。
如图,子丑辰卯己午未寅酉申十球,子为上层,辰丑卯为中层,己午未寅酉申为下层。试自子辰、丑卯四球心作甲乙丙丁六边形,棱六角四平铺之,则面亦四。如壬辛各成一等边三角形。试以乙丙丁一面为底,取乙丙一边为弦,丁丙一边折半为句,求得乙戊股为底面之中垂线。又以甲丙一边为弦,己丙中垂线三分之二为句,求得甲己股为自尖至底中心之立垂线,即六边行之高,亦即上层球心至中层球心之高,亦即中层球心至层底球心之高。故倍之,加上下二半径,得垛顶至平面之高。
又法,以倍球径为边,作六等边形,如前法求得立垂线,加球径即得,如前图,甲乙边倍,则甲己立垂线必倍,故加球径即得。
又法以每边自乘,三归二因,开平方,即得自尖至底中心之立垂线。如前图,戊丙为甲丙线之半,则戊丙方为甲丙方四分之一,甲戊方必为甲丙方四分之三,亦十二分之九。又己戊线为甲戊线三分之一,则己戊方为甲戊方九分之一,甲己方必为甲戊方九分之八,亦即甲丙方十二分之八,亦即甲丙方三分之二。故以每边自乘,三归二因,开平方,得立垂线。
今有官司依平方招兵,初日方边四尺,以后每日递加二尺,每人
译有长椭圆体与圆锥体,椭圆体的短径等于圆锥体的底径,长径等于圆锥体的高,这两个几何体的体积之和等于等底等高的圆柱体体积,试解释其中的道理。
蔡锡勇
* 图略
如图所示,甲乙丙丁为圆柱体的体积,其长度甲乙、戊己丙丁均相同,即戊己庚辛椭圆体的长径,戊己丁为圆锥体的高。其宽度甲丙、庚辛乙丁均相同,即椭圆体的短径,圆锥体的底径。浑圆球体原本等于同直径圆柱体体积的三分之二,圆锥体等于三分之一,椭圆体也是如此。现在以甲丙短径求得甲壬丙癸圆形面积,乘以甲乙得到圆柱体体积,将其除以三得到戊庚辛半椭圆体体积,也等于戊乙丁圆锥体体积。那么戊庚己辛整个椭圆体体积,必然等于圆柱体体积的三分之二,戊乙丁圆锥体体积必然等于圆柱体体积的三分之一,所以两者相加即等于圆柱体体积。
在大球截得的球缺内部,求能容纳的三个相等且相切的小球。
蔡兆熊
* 图略
如图所示,子辰午为大球,截得的子午部分为球缺,通弦己午为正弦,取丑未为已午的两倍作丑未,构成寅等边三角形。其中垂线寅己,延长己申至卯。现在申卯等于己申的一半,以卯为圆心,寅为半径,截辰卯线于酉,则酉己为小球的直径。然后在球缺的平面圆面上,以圆心己为圆心,酉己为边长作等边三角形,其三个顶点即为小球的切点。
又如图所示,设三个小球,球心分别为乙、丙、甲,作三条线相连,构成乙甲丙等边三角形,其中心为戊,丁为大球球心,作丁、戊、丁丙连线,构成戊丙丁直角三角形,于是设立小球半径为未知数,用代数方法求解。
* 算式略
根据公式,是三正弦的平方,正弦上方大矢为长宽之差,开四次方,得到小球半径。三大矢为长宽之差,开一次方,为小球直径。寅己的平方乘以三,加上午己的平方,己卯为差的一半,得到酉己即为小球直径。
六面体内接八面体,这两个几何体的体积比例如何?
汪凤藻
* 图略
如图所示,甲乙为正六面体,先求作内接的八面体。方法是取子乙、乙丑、丑卯、卯子四个面的中心,即丙、丁、戊、己四点。作丙己、已戊、戊丁、丁丙四条线,构成丙戊直角四边形,即内接八面体半个锥体的底面。接着取子丑、乙卯两个面的中心,即庚、辛两点,作庚丙、庚丁、庚己、庚戊,以及辛戊、辛丁、辛己、辛丙共八条线,构成庚辛丁己八面体,其六个角均与六面体的面心相切。想要明确两个几何体的比例,设六面体的一边长为甲,八面体的一边长为乙,用数字来说明。
* 算式略
不等面立体三角形,求其重心的方法如何?
汪凤藻
方法是任意取一个面作为底面,求出其重心点,从此点到顶角作连线,必然经过立体三角形的重心,再取另一个面同样方法作图,得到两条线的交点,即为所求的重心。按照这个标准,从底面取重心线的四分之一处,即为重心。
现在有正圆球三个,角垛共有十个球,球直径为一尺,求垛顶到平面的高度是多少?
杜法孟
答曰:二尺六寸三分强
* 图略
方法是从上层一球与中层三球、四球的球心作六条线,构成六边形,边长与球直径相等。以一边为弦,半边为勾,求得股为每一条线的中垂线。又以一边为弦,中垂线的三分之二,即分角线为勾,求得股为六边形从尖端到底部中心的垂直线。将其加倍并加上球直径,即为垛顶到平面的高度。
如图所示,子丑辰卯己午未寅酉申为十个球,子为上层,辰丑卯为中层,已午未寅酉申为下层。试着从子辰、丑卯四个球心作甲乙丙丁六边形,棱角六角平铺,则面也有四个。如壬辛各构成一个等边三角形。试着以乙丙丁一面为底,取乙丙一边为斜边,丁丙一边折半为勾,求得乙戊股为底面的中垂线。又以甲丙一边为斜边,己丙中垂线的三分之二为勾,求得甲己股为从尖端到底部中心的垂直线,即六边形的高,也就是上层球心到中层球心的高度,也是中层球心到下层球心的高度。所以将其加倍,加上上下两个半径,得到垛顶到平面的高度。
另一种方法,以两倍球直径为边长,作六边形,如前法求得垂直线,加上球直径即得,如前图,甲乙边长加倍,则甲己垂直线必然加倍,所以加上球直径即得。
另一种方法,将每边自乘,除以三乘以二,开平方,即得到从尖端到底部中心的垂直线。如前图,戊丙为甲丙线的二分之一,则戊丙的平方为甲丙平方的四分之一,甲戊的平方必然为甲丙平方的四分之三,也就是十二分之九。又己戊线为甲戊线的三分之一,则己戊的平方为甲戊平方的九分之一,甲己的平方必然为甲戊平方的九分之八,也就是甲丙平方的十二分之八,即甲丙平方的三分之二。所以将每边自乘,除以三乘以二,开平方得到垂直线。
现在有官府依照平方数招募士兵,第一天边长为四尺,以后每天增加二尺,每人
黎子祥
答曰共招十 四日
招兵四 千九百五十六名
* 算式略
瓜豆同日发芽,生蔓。瓜蔓初日长一尺六寸,以后每日所长递减半;豆蔓初日长一寸,以后每日所长递加半。二蔓第几日相等?
蔡锡勇
答曰五日
解曰:此即连比例率。数瓜蔓初日所长为末率,豆蔓初日所长为首率,得若干率数,即二蔓相等。日数以代数明之。
* 算式略
于此可见,未之指数,必比层数减一,命层数于天,则末率恒为●。即●准代数之理,上式可变为●为首率,一之对数等于故以二之对数,一0三,除瓜蔓初日所长一尺六寸之对数,四0二一,得四,加一得五为相等日数。
有平句有明股 求圆径
长秀
* 算式略
有边股有平句 股较求圆径
廷铎
* 算式略
有底句有明股 求圆径
长秀
* 算式略
有底弦较和,有高句股较,求圆径。
辛泽贤
* 算式略
有断句股较有,大弦和和求圆径。
联印
* 算式略
有明弦有底句 求圆径
斌衡
* 算式略
有明句有平弦 求圆径
巴克他讷
* 算式略
有平句股较有 弦求圆径
李逢春
* 算式略
有底弦和较有,句弦较求圆径。
左庚
* 算式略
有断句,股较有句,弦较求圆径。
韩常泰
* 算式略
有断句股较有,明弦较较求圆径。
王镇贤
* 算式略
有大差弦和较,有断句股较,求圆径。
任敬和
* 算式略
有断句股较有,大弦和和求圆径。
王锺祥
* 算式略
有股弦较有,明句弦较求圆径。
王镇贤
* 算式略
有虚句股和有,大中垂线求圆径。
赓善
* 算式略
有容方边有[]句股较求圆径。
王镇贤
* 算式略
有圆城,甲出北门,东行二百步而立。乙出南门,直行,回望见甲与城参相直,复斜行至甲处,其行五百六十步。求城径若干?
廷俊
答曰二百四 十步
立天元一为半径,倍之即大弦和较。甲行之路等于底句,乙共行之路等于底弦。明股和底句内减天元,得甲[元]为大股弦较。二底弦明股和内减二底句,得「」为二明三事和,即二大句弦较。以「乘大股弦较,得「寄左。另以大弦和较自之,得元「为同数,与左相消,得二「」。开方得半径,倍之即全径。
* 算式略
二明股弦较等于虚弦和较,试作图解。
陈寿田
* 图略
如图,甲乙丙明句股,卯丙午虚句股。试自图心己至切点作己戊线。癸午与午戊等,丙乙与丙戊等,则丙午虚弦与丙乙午癸和等。加卯丙午卯虚句股和,得卯乙卯癸和为虚和和,与乙丑等。试取丁点,令甲丁等于明弦,则乙丁为明股弦较。夫甲己与甲午等,甲丁、甲丙同为明弦。以甲己减甲丁,得丁己;以甲午减甲丙,得丙午为虚弦。依显丁己亦为虚弦。复取己子,令与丁己等,则子丑亦为明股弦较,与乙丁必等。丁子必为二虚弦。以乙丑虚和和减之,得乙丁、子丑二之虚弦和较,亦即二明股弦较。故二明股弦较等于虚弦和较也。
虚句弦较,等于句股较,试作图解。
英铎
* 图略
如图,子丑虚句,丁戊弦。以子丑与丑戊句相加,得子戊为平句。以丁戊与地丁股相加,得地戊亦为平句。试于子戊平句内减去丁戊弦,余必等于地丁弦。再于地丁股内减[丑戊]句,余即为句股较也。
大股内减边弦,等于平句股较,试作图解。
陈寿田
* 图略
如图,戊为圆心,甲乙为大股,作丁戊线与丑戊正交,戊丁丙平句股,甲丁壬为边句股,甲丁为边,弦丙丁为平句,丙戊平股与丙乙等,则丁乙即平句股较,以甲乙减甲丁得丁乙,即平较,故大股减边弦等于平句股较也。
大股内减平句,股较等于边股平句和,试作图解。
懿善
* 图略
如图,甲乙丙大句股,甲己丁边句股,丁戊丙平句股,甲乙大股,甲己边股,丁戊
译黎子祥
答曰:共招十四日。
招兵四千九百五十六名。
* 算式略
瓜和豆在同一天发芽,长出藤蔓。瓜蔓第一天长一尺六寸,以后每天增长的长度依次减半;豆蔓第一天长一寸,以后每天增长的长度依次增加一半。两条藤蔓在第几天长度相等?
蔡锡勇
答曰:第五日。
解曰:这就是连比例率。将瓜蔓第一天增长的长度设为末率,豆蔓第一天增长的长度设为首率,求得若干率数,即两蔓长度相等。天数用代数来阐明。
* 算式略
由此可知,未之指数,必定比层数减一,将层数赋予天元,则末率恒为●。即●依据代数的原理,上式可变为●为首率,1的对数等于2的对数,用103去除瓜蔓第一天增长长度一尺六寸的对数4021,得4,加1得5,即为相等的天数。
有平句有明股,求圆径。
长秀
* 算式略
有边股有平句,股较求圆径。
廷铎
* 算式略
有底句有明股,求圆径。
长秀
* 算式略
有底弦较和,有高句股较,求圆径
辛泽贤
* 算式略
有断句股较有,大弦和和,求圆径。
联印
* 算式略
有明弦有底句,求圆径。
斌衡
* 算式略
有明句有平弦,求圆径。
巴克他讷
* 算式略
有平句股较有,弦求圆径。
李逢春
* 算式略
有底弦和较有,句弦较,求圆径。
左庚
* 算式略
有断句,股较有句,弦较,求圆径。
韩常泰
* 算式略
有断句股较有,明弦较较,求圆径。
王镇贤
* 算式略
有大差弦和较,有断句股较,求
任敬和
* 算式略
有断句股较有,大弦和和,求
王锺祥
* 算式略
有股弦较有,明句弦较,求
王镇贤
* 算式略
有虚句股和有,大中垂线,求
赓善
* 算式略
有容方边有[]句股较,求
王镇贤
* 算式略
有圆城,甲从北门出来,向东走二百步站立。乙从南门出来,直行,回望看见甲与城墙参相直,又斜行走到甲处,共走了五百六十步。求城的直径是多少?
廷俊
答曰:二百四十步。
设立天元一为半径,加倍即为大弦和较。甲行走的路程等于底句,乙总共行走的路程等于底弦。明股和底句内减去天元,得甲[元]为大股弦较。两个底弦明股和内减去两个底句,得「」为二明三事和,也就是二大句弦较。用「乘大股弦较,得「寄左。另外用大弦和较自乘,得元「为同数,与左边相消,得二「」。开方得半径,加倍即为全径。
* 算式略
二明股弦较等于虚弦和较,尝试作图解释。
陈寿田
* 图略
如图所示,甲乙丙为明句股,卯丙午为虚句股。尝试从图心己到切点作己戊线。癸午与午戊相等,丙乙与丙戊相等,那么丙午虚弦与丙乙午癸之和相等。加上卯丙午卯虚句股和,得到卯乙卯癸之和为虚和和,与乙丑相等。尝试取丁点,令甲丁等于明弦,那么乙丁为明股弦较。因为甲己与甲午相等,甲丁、甲丙同为明弦。用甲己减去甲丁,得丁己;用甲午减去甲丙,得丙午为虚弦。依据显见丁己也为虚弦。再取己子,令其与丁己相等,那么子丑也为明股弦较,与乙丁必定相等。丁子必定为二虚弦。用乙丑虚和和减去它,得到乙丁、子丑二者的虚弦和较,也就是二明股弦较。所以二明股弦较等于虚弦和较。
虚句弦较,等于句股较,尝试作图解释。
英铎
* 图略
如图所示,子丑为虚句,丁戊为弦。将子丑与丑戊句相加,得到子戊为平句。将丁戊与地丁股相加,得到地戊也为平句。尝试在子戊平句内减去丁戊弦,剩余必定等于地丁弦。再在地丁股内减去[丑戊]句,剩余即为句股较。
大股内减边弦,等于平句股较,尝试作图解释。
陈寿田
* 图略
如图所示,戊为圆心,甲乙为大股,作丁戊线并与丑戊正交,戊丁丙为平句股,甲丁壬为边句股,甲为边,弦丙丁为平句,丙戊为平股与丙乙相等,那么丁乙即为平句股较,用甲乙减去甲丁得丁乙,即平较,所以大股减去边弦等于平句股较。
大股内减平句,股较等于边股平
懿善
* 图略
如图所示,甲乙丙为大句股,甲己丁为边句股,丁戊丙为平句股,甲乙为大股,甲己为边股,丁戊
平股,己乙等取己。庚如丙戊为平句,己乙平股内减己庚平句,即庚乙平句股较,故甲乙大股内减庚乙平句股较,等于甲己边股加己庚平句。
句股和内减,虚股弦较等于弦。试作图解。
译平股,己乙等取己。庚如丙戊作为平句,在己乙平股中减去己庚平句,即得庚乙平句股较,因此在甲乙大股中减去庚乙平句股较,等于甲己边股加上己庚平句。
句股和减去内减,虚股弦较等于弦。试着作图解。
承霖
* 图略
如图,庚、壬、丙为半径,为股之平,句股其弦则庚己虚弦,己丙弦和,其股则庚戊虚股,戊壬股和,其股弦较必为虚股弦较,股弦较和而丁辛、乙辛同为半径,则平股弦较又等句,依句股例,和较小较相加为句,则[虚]虚股弦较必等弦和较,句股和减弦和较,即虚小较故等,于弦。
明股句相乘,等于虚句股积。试言其理。
王宗福
* 图略
如图,甲子己大句股,外之丙天丁为虚句股。今自圆心作甲己之垂线,心地则丙地等,丙辰;明句地丁等,丁戊;股天辰内减天丙虚句,余为半虚较和。天戊内减天丁虚股,余为半虚较较。缘天辰、天戊均为半虚和和,故按较较乘较和等于二直积。则明句之半虚较和乘股之半虚较较,必等于虚句股积。惟明句乘股原等于句乘明股,故明股句相乘等于虚句股积。
高股乘平句,等于明股弦和乘句弦和。试作图解。
胡玉麟
* 图略
如图,甲乙丙大句股,乙丁容圆方,自心至切点作戊己线,正交甲丙,则辛己戊为高句股,戊己庚为平句股。以半径为勾,半径为股,故己癸等,癸寅、己子等,子丑。则辛己高股为明句弦和,己庚平句即为股弦和,故明句弦和,高股与句弦和比,若明股弦和与股弦和,平句比。
大差句乘小差句,等于虚句乘大股,亦等于边股乘倍股。试作图解。
胡玉麟
* 图略
如图,甲乙丙大句股,乙丁容圆方,戊辰丙底句股,癸午丙平句股,子寅大差句,己丑小差股。自圆心至切点作甲丙正交线,辛壬,则戊壬辛为高句股,辛壬癸为平句股。以半径为句,半径为股,故壬癸等丙午,壬丙即等丙辰。则戊丙底弦减壬丙底句,余戊壬等甲庚,庚乙原等戊辰,则甲乙大股即为底弦较和。又壬己等己未,子壬即等子卯。作己申线与丙乙平行,作子酉线与丁丑平行,则戊申等戊壬,申辰即为底弦和较,等申辰之己丑亦为弦和较,子酉癸亦为平句股。辛未等丁未,则未癸为平股弦较,未酉即为平弦和较,等未酉之丁子亦为其弦和较。夫寅丁全径原为二平股内减丁子平弦和较,则子寅大差句即平弦较和也。故平弦较和大差句与底弦较和大股比,若平弦和较虚句与底弦和较小差股比。
又壬子等,子卯寅亥等,寅卯甲壬即等,甲亥则壬癸即为边股弦较。壬癸原等,癸酉则酉亥即为边弦和较。等酉亥之子寅,亦为其弦和较。又壬己原等,己未丑辰原等,丑未二壬丙即小差三事和内各减己丙小差弦[余]二己,壬股即为小差弦和较。故边弦和较,大差句与小差弦和较[二股]比若边股与小差股比。
弦和较乘弦和,和等于二直积,试作图明其理。
汪远焜
* 图略
如图,甲乙丙句股形,以弦句为半径,各作圆,引长乙丙股至己及丁末,作甲己、甲戊二直线,则成甲丙己、甲丙戊大小二同式句股形。丁戊小句股较,本形弦和较与甲丙[小股]本形句之比,若丙壬、丙己内减去等丙戊之己壬,即得大小二句股较和,本形二股与甲丙、丙己大小二股和,本形弦和和之比。故弦和较乘弦和和等于二直积。
中垂线乘弦等于圆径乘半和,试作图明其理。
贵荣
* 图略
如图,甲乙丙句股形,甲壬句弦较,癸丙股弦较,壬癸为弦和较方,即圆径方。依乙丁中垂线,平行作甲午、丙己二线。次依甲丙平行作戊己线,联之,则戊丙为中垂线乘弦。移甲乙戊于丙庚辛,移丙乙己于甲庚辛。戊丙中垂线乘弦,必等于辛乙句股直积。除甲癸矩不动外,移子癸股弦较乘弦和较于癸丑。将辛寅股弦较乘句弦较,改为甲卯弦和较半方,则卯丑圆径乘半和。辰丑弦和较,即圆径,亦等于辛乙句股直积。卯丑与戊丙既各等句股直积,则二矩宜无不等。所以中垂线乘弦等于容圆径乘半和。
三事和,乘边线,较等于圆径,乘边线,和。试作图,明其理。
王锺祥
* 图略
如图,甲乙丙句股形,乙丁中垂线,乙己、戊己均为方边,自己作乙丁、丁丙之垂线,己庚、己辛,成乙庚、己戊、辛己二句股形,
译承霖
* 图略
如图所示,庚、壬、丙为半径,是股的平方,勾股形的弦则是庚己虚弦,己丙为弦和,其股则是庚戊虚股,戊壬为股和,其股与弦的差必定等于虚股与弦的差,股与弦的差之和而丁辛、乙辛同为半径,则平的股与弦的差又等于勾,依据勾股定理,和较小差相加为勾,则虚股与弦的差必定等于弦和的差,勾股和减去弦和的差,即虚小差因此相等,于弦。
证明股与勾相乘,等于虚勾股积。试阐述其道理。
王宗福
* 图略
如图所示,甲子己为大勾股,外部的丙天丁为虚勾股。现在从圆心作甲己的垂线,心地则丙地相等,丙辰;证明句地丁相等,丁戊;股天辰内部减去天丙虚勾,剩余为半虚差和。天戊内部减去天丁虚股,剩余为半虚差差。因为天辰、天戊均为半虚和和,所以按照差差乘差和等于二直积。则明句的半虚差和乘股的半虚差差,必定等于虚勾股积。只是明句乘股原本等于勾乘明股,所以明股与勾相乘等于虚勾股积。
高股乘平勾,等于明股弦和乘勾弦和。试作图解释。
胡玉麟
* 图略
如图所示,甲乙丙为大勾股,乙丁容纳圆方,从圆心到切点作戊己线,正交甲丙,那么辛己戊为高勾股,戊己庚为平勾股。以半径为勾,半径为股,所以己癸相等,癸寅、己子相等,子丑。那么辛己高股为明句弦和,己庚平勾即为股弦和,所以明句弦和,高股与勾弦和的比例,如同明股弦和与股弦和,平勾的比例。
大差勾乘小差勾,等于虚勾乘大股,也等于边股乘倍股。试作图解释。
胡玉麟
* 图略
如图所示,甲乙丙为大勾股,乙丁容纳圆方戊辰丙底勾股,癸午丙平勾股,子寅大差勾,己丑小差股。从圆心到切点作甲丙正交线,辛壬,那么戊壬辛为高勾股,辛壬癸为平勾股。以半径为勾,半径为股。所以壬癸等于丙午,壬丙即等于丙辰。那么戊丙底弦减去壬丙底勾,剩余戊壬等于甲庚,庚乙原本等于戊辰,那么甲乙大股即为底弦差和。又壬己等于己未,子壬即等于子卯。作己申线与丙乙平行,作子西线与丁丑平行,那么戊申等于戊壬,申辰即为底弦和差,等于申辰的己丑也为弦和差,子西癸也为平勾股。辛未等于丁未,那么未癸为平股弦差,未西即为平弦和差,等于未西的丁子也为其弦和差。夫寅丁全径原本为二平股内减去丁子平弦和差,那么子寅大差勾即平弦差和也。所以平弦差和大差勾与底弦差和大股的比例,如同平弦和差虚勾与底弦和差小差股的比例。
又壬子相等,子卯寅亥相等,寅卯甲壬即相等,甲亥则壬癸即为边股弦差。壬癸原本相等,癸酉则酉亥即为边弦和差。等于酉亥的子寅,也为其弦和差。又壬己原本相等,己未丑辰原本相等,丑未二壬丙即小差三事和各减去己丙小差弦[余]二己,壬股即小差弦和差。所以边弦和差,大差勾与小差弦和差[二股]的比例如同边股与小差股的比例。
弦和差乘弦和,和等于二直积,试作图解明其道理。
汪远焜
* 图略
如图所示,甲乙丙勾股形,以弦勾为半径,各作圆,引长乙丙股到己及丁末,作甲己、甲戊两条直线,那么形成甲丙己、甲丙戊大小两个同式勾股形。丁戊小勾股差,本形弦和差与甲丙[小股]本形勾的比例,如同丙壬、丙己内减去等丙戊的己壬,即得到大小两个勾股差和,本形二股与甲丙、丙己大小两股和,本形弦和和的比例。所以弦和差乘弦和和等于二直积。
中垂线乘弦等于圆径乘半和,试图解明其道理。
贵荣
* 图略
如图所示,甲乙丙勾股形,甲壬勾弦差,癸丙股弦差,壬癸为弦和差方,即圆径方。依据乙丁中垂线,平行作甲午、丙己两条线。其次依据甲丙平行作戊己线,连接它们,那么戊丙为中垂线乘弦。移动甲乙戊到丙庚辛,移动丙乙己到甲庚辛。戊丙中垂线乘弦,必定等于辛乙勾股直积。除去甲癸矩形不动外,移动子癸股弦差乘弦和差到癸丑。将辛寅股弦差乘勾弦差,改为甲卯弦和差半方,那么卯丑圆径乘半和。辰丑弦和差,即圆径,也等于辛乙勾股直积。卯丑与戊丙既然各自等于勾股直积,那么两个矩形应当没有不等的。所以中垂线乘弦等于容纳圆径乘半和。
三事和,乘边线,差等于圆径,乘边线,和。试图解,明其道理。
王锺祥
* 图略
如图所示,甲乙丙勾股形,乙丁中垂线,乙己、戊均为方边,从己作乙丁、丁丙的垂线,己庚、己辛,形成乙庚、己戊、辛己两个勾股形,
与本句股形同式,均以方边为弦,则二形必等。夫庚己等,己辛亦等,庚丁则乙庚己三事和,即等于边线和,而边线较即等其弦和较,故大三事和与小弦和较,即边线较相乘,等于小三事和,即边线和与大弦和较,即圆径相未也。
译这与本句的股形同式,都以方边作为弦,那么这两个图形必然相等。既然庚己相等,己辛也相等,庚丁则是乙、庚、己三者的和,即等于边线的和,而边线的差就等于弦的和差,所以大三事和与小弦和差相乘,等于小三事和,也就是边线的和与大弦和差,即圆的直径相未。
句乘弦较,较等于三事和,乘股弦较,试作图,明其理。
贵荣
* 图略
如图,甲乙丙句股形,以弦为半径,作丙戊己丁圆次。从丙角作丙丁及丙戊二线,成丁乙丙及丙乙戊大小二同式句股形。何则?试引长丙乙,作丙己线。丙己正交丁戊各至圆界。戊己弧等于戊丙弧,丁己弧等于丁丙弧。小形丙角所当戊己弧,与大形丁角所当戊丙弧等。小形戊角所当丁丙弧,与大形丙角所当丁己弧等。余二乙角,又俱直角。所以同式大句本形句与大句股和本形三事和之,比若小句本形股弦较与小句股和本形弦较较之比。
句弦和、乘弦和,较等于弦较。较乘股,试作图,明其理。
贵荣
* 图略
如图,甲乙丙句股形。丁乙为弦和较,丁戊为其方,戊丙为股弦较,戊己为其倍,乙己为弦较较,甲丁为句弦较,甲己矩为弦较较,乘股幂,除甲戊矩不动,外试将庚辛二股弦较乘句弦较矩改为戊壬弦和较方,次移辛己二股弦较乘弦和较矩补于壬癸,成一甲癸幂,其长即句弦和,其阔即弦和较,与原积甲己幂必等。
倍股乘股弦较,等于弦和较乘弦较较。试作图,明其理。
杜法孟
* 图略
如图,甲乙丙句股形,丙子为股弦较,丙丁为其方,丙戊为句,丙己为其方,戊子为弦和较,戊庚丁,盘折形为弦和较乘弦较较,丁辛壬盘折形为倍股乘股弦较,二形之积等。试各加一丙丁正方,则子辛壬为股弦较乘股弦和,丙己为句方,其积原等。今各减一丙丁正方,其积仍等。
句弦较乘倍股,弦和等于弦较和自乘,试作图明其理。
贵荣
* 图略
如图,甲乙丙句股形,依弦作戊丙己半圆,甲为圆心,从形心作三分角线及三垂线,复从丙作丙戊线,成戊乙丙甲丁心大小二同式句股形,可以比例。
一率 小句股较 本 形句弦较
二率 倍小股 本形弦较和
三率 大句股较 本形弦较和
四率 倍大股 本形倍股弦和
前 题
李逢春
* 图略
如图,甲乙丙为边句,股丁戊己为明句股,甲庚己为大差句股,戊辛为明句自乘,壬癸与边句等,庚壬为明句乘边句之积,倍之得丑壬为明句乘边句之倍积,必与子辛大差句自乘等。何则?因丑辛为同用之积,所余子寅、寅壬二积亦等。因卯寅为二明句乘虚句,寅辰亦为二明句乘虚句,卯丑为平弦和较方,午壬为平股弦较乘二平句弦较,此二积又等。故明句乘倍边句等于大差句自乘也。明句即句。
前 题
王文秀
* 图略
如图,甲乙丙句股形,以股为半径,截弦于丁,丁丙为股弦较,与丙戊等,乙戊为弦和较,作己戊方,甲己为句弦较,庚己为其倍,自庚作直线切辛角而至丙,即弦和较为股弦较、二句弦较之中率,故必切辛角,成大小二同式形,故庚己「小股」,即二句弦较与庚「己辛」小句股和「即弦较和之比」,若庚乙「大股」,即弦较和与庚「乙丙」大句股和「即股弦和之比」。
弦较边句即股,弦和大差句即弦较和股,弦和乘倍句,弦较等于弦较和自乘,试作图明其理。
汪凤藻
* 图略
如图,甲乙丙句股形,甲丙为股,乙丁为股弦和,乙戊为其方,己丁为弦较和,己庚方弦较和自乘也,己辛为倍句弦较,辛壬长方股弦和乘倍句弦较也,曷见己庚、辛壬二形积等乎?曰:除同用之己癸矩,余丁癸弦和较承弦较和,癸壬句乘倍句弦较二长方形,试于丁癸形内作庚子方弦和较自乘,于癸壬形内作癸丑矩股弦较乘倍句弦较,为等积,尚余子丁、丑午二形,同为弦和较乘倍句弦较,又相等,即丁癸与癸壬等矣。次每加一己癸矩,则己庚方不与辛壬长方等积乎?
句弦较乘句弦,和再以句乘之,与股乘倍句股积等,试作图明其理。
杜法孟
* 图略
如图,庚己为句,子辛等庚辛为股,己戊等己辛为直积,即二句股积。再以己戊股乘之,得辛戊一立方积。子壬为句弦较,乙丙等。子乙为句弦和,壬丙等。
译句乘弦较,较等于三事和;乘股弦较,试作图,明其理。
贵荣
* 图略
如图,甲乙丙为直角三角形,以斜边为半径,作丙戊己丁圆。从丙角作丙丁及丙戊两条线,形成丁乙丙及丙乙戊两个大小相同的相似直角三角形。为什么呢?试着延长丙乙,作丙己线。丙己垂直平分丁戊,直至圆周。戊己弧等于戊丙弧,丁己弧等于丙丁弧。小三角形丙角所对的戊己弧,与大三角形丁角所对的戊丙弧相等。小三角形戊角所对的丁丙弧,与大三角形丙角所对的丁己弧相等。其余两个乙角,又都是直角。所以,相似的大直角三角形原形的勾,与大直角三角形原形三边之和的比,等于小直角三角形原形的股弦差,与小直角三角形原形弦较之差的比。
句弦和、乘弦和,较等于弦较;较乘股,试作图,明其理。
贵荣
* 图略
如图,甲乙丙为直角三角形。丁乙为弦和之差,丁戊为其平方,戊丙为股弦差,戊己为其两倍,乙己为弦较之差,甲丁为句弦差,甲己矩形为弦较之差乘以股,除去甲戊矩形不动,外试将庚辛两个股弦差乘以句弦差的矩形改为戊壬弦和之差的平方,再移动辛己两个股弦差乘以弦和之差的矩形补于壬癸,形成一个甲癸的积,其长即为句弦和,其宽即为弦和之差,与原积甲己的积必然相等。
倍股乘股弦差,等于弦和之差乘弦较之差。试作图,明其理。
杜法孟
* 图略
如图,甲乙丙为直角三角形,丙子为股弦差,丙丁为其平方,丙戊为勾,丙己为其平方,戊子为弦和之差,戊庚丁,曲折形为弦和之差乘弦较之差,丁辛壬曲折形为倍股乘股弦差,两形的积相等。试着各加一个丙丁正方形,则子辛壬为股弦差乘股弦和,丙己为勾的平方,其积原本相等。现在各减去一个丙丁正方形,其积仍然相等。
句弦差乘倍股,弦和等于弦较和的自乘,试作图明其理。
贵荣
* 图略
如图,甲乙丙为直角三角形,依斜边作戊丙己半圆,甲为圆心,从三角形中心作三分角线及三条垂线,再从丙作丙戊线,形成戊乙丙甲丁中心大小两个相似的直角三角形,可以按比例计算。
一率 小直角三角形差 原形句弦差
二率 倍小股 原形弦较和
三率 大直角三角形差 原形弦较和
四率 倍大股 原形倍股弦和
前题
李逢春
* 图略
如图,甲乙丙为边勾,股丁戊己为明勾股,甲庚己为大差勾股,戊辛为明勾的自乘,壬癸与边勾相等,庚壬为明勾乘边勾的积,加倍得丑壬为明勾乘边勾的倍积,必与子辛大差勾的自乘相等。为什么呢?因为丑辛为共同使用的积,所余子寅、寅壬两积也相等。因为卯寅为两明勾乘虚勾,寅辰也为两明勾乘虚勾,卯丑为平弦和差的平方,午壬为平股弦差乘两平句弦差,这两积又相等。故明勾乘倍边勾等于大差勾的自乘。明勾即勾。
前题
王文秀
* 图略
如图,甲乙丙为直角三角形,以股为半径,截弦于丁,丁丙与丙戊相等,乙戊为弦和之差,作己戊正方形,甲己为句弦差,庚己为其两倍,自庚作直线切辛角而至丙,即弦较和为股弦差、两句弦差的中项,故必切辛角,形成大小两个相似形,故庚己「小股」,即两句弦差与庚「己辛」小勾股和「即弦较和之比」,若庚乙」大股」,即弦较和与庚」乙丙」大勾股和「即股弦和之比」。
弦较边勾即股,弦和大差勾即弦较和股,弦和乘倍勾,弦较等于弦较和的自乘,试作图明其里。
汪凤藻
* 图略
如图,甲乙丙为直角三角形,甲丙为股,乙丁为股弦和,戊为其平方,己丁为弦较和,己庚为弦较和的自乘,己辛为倍句弦差,辛壬长方形为股弦和乘倍句弦差,为何己庚、辛壬两形的积相等呢?回答说:除去共同使用的己癸矩形,余丁癸弦和之差承弦较和,癸壬勾乘倍句弦差两长方形,试着在丁癸形内作庚子正方形弦和之差的自乘,在癸壬形内作癸丑矩形股弦差乘倍句弦差,为等积,尚余子丁、丑午两形,同为弦和之差乘倍句弦差,又相等,即丁癸与癸壬相等了。再各加一个己癸矩形,则己庚正方形不与辛壬长方形等积吗?
句弦差乘句弦,和再以勾乘之,与股乘倍句股积相等,试作图明其理。
杜法孟
* 图略
如图,庚己为勾,子辛等庚辛为股,己戊等已辛为直积,即两勾股积。再以己戊股乘之,得辛五一立方积。子壬为句弦差,乙丙等。子乙为句弦和,丙等。
子丙为句弦和乘句弦较,再以子辛句乘之,得辛丙一长立方积,与辛戊之积等。盖子丙面积为句弦较乘句弦和,子戊面积为股自乘方,其面积原等。庚己、子辛俱为句,其高度又等,故二立方之积等。
译子丙作为勾弦和与勾弦差的乘积,再用子辛的勾去乘它,得到辛丙这一长立方的体积,与辛戊的体积相等。因为子丙的底面积是勾弦差乘以勾弦和,子戊的底面积是股的自乘方,它们的底面积原本就相等。庚己和子辛都是勾,它们的高度又相等,所以这两个立方的体积相等。
前 题
贵荣
* 图略
如图,甲乙丙句股形,甲戊股幂,乙丁句乘股直积,即倍句股积,并之得丁戊矩,为句股和乘股幂。己丁边,句股和,试截乙己大,方股幂,即句弦较乘句弦和,盖句弦较乘句弦和原等股幂,与乙丁小方倍句股积之,比若甲己大边股与甲丁小边句之比,即股乘股与股乘句之比,若股与句,比故句乘股幂[即句弦较乘句弦和]等于股乘倍句股积。
句股形容长方,有句股较,有长阔和,有积较,求句股及长阔。
陈寿田
* 算式略
右开方得句股和,加句股较,半之得股;减句股较,半之得句。句股和、句股较各自乘,相减入归之,为句股积。减积较得长方积,四因之,以减长阔和自乘,开平方得长阔较。与长阔和相加,半之为长;与长阔和相减,半之为阔。
有直积一百二十,有句股二方较一百六十一,求句股弦各若干。
联秀
答曰句八股 十五弦十七
* 算式略
开方得八,为句。自之加二方较,开方得股十五。用句股求弦法,得弦十七。
今有容方、容圆,二径和一百三十尺,二径较加中垂线九十四尺,求边、径、线各若干。
胡玉麟
答曰:「方边六十尺,圆径七十尺,中垂线八十四尺。」
* 算式略
开方倍之,得容圆径,七十尺。于甲数内减之,余六十尺,为方边。乙数内减二径较十尺,余八十四尺,即中垂线。
前 题
王宗福
答曰:「方边六十尺,圆径七十尺,中垂线八十四尺。」
* 图略
如图,甲己辛句股形,卯辰丁午均为[圆](图)径,丙庚、庚己均为方边,己丁为中垂线。自庚作庚子、庚癸二垂线,成丙庚子、己庚癸二同式句股形。弦既等,则句股亦等,而癸庚等,庚子亦等。癸丁即己癸庚句股和,等中垂线。又自丑作丑寅垂线,丑乙半径,成乙丑寅句股形,与本形同式,即亦与丑己、戊同式。己丑与丑乙同为半径,既等,则寅丑等戊己,寅乙等戊丑。移乙丑于乙卯,移寅卯于戊丁,则乙丑寅三事和等于中垂线,而乙丑寅弦和较等于线径较。以代数求之,有等式。
* 算式略
开方得边六十,与和相减,余七十,为圆径。于九十四内减二径较,十余八十四,为中垂线。
城根有河,不知其阔。由城楼顶引绳至河之外岸,绳长一百九十五尺,楼高一百六十九尺。求河宽若干?
廷俊
答曰九十七 尺强
* 算式略
有甲乙二物,俱不知价。但云甲价之立方三倍,等于乙价之平方。而乙价之立方,等于甲价之平方八十一倍。求甲乙价各若干?
王文秀
答曰甲三乙 九
天地二元细草
立天元一为甲价,立地元一为乙价。天元自之,又以天元乘之,又以三乘之,得●。乃以地元自之,得●,为同数,与左相消,得●为今式。置天元自之,以八十一乘之,得●。乃以地元自之,又以地元乘之,得●,为同数,与左相消,得●为云式。以地元乘今式,直减云式,得●为右行。与今式之左一行相乘,得●。又以今式与右行之左一行相乘,得●。二数相消,得●为左行。置左右二行,以内二行相乘,得●,相消得●。外二行相乘,得●,相消得●。
开四乘方得甲价,三乃以三自乘,再乘,又以三乘之,得八十一,以平方开之,即得乙价九。
今有甲乙二数,不知多少。但知甲之三乘方根等于乙,甲乙二数相乘,倍之等于四倍乙之自乘数。求甲乙数各若干?
赓善
答曰甲十六 乙二
* 算式略
今有人赎质物,本利共钱九千八百五十文。只云利钱平方开之,得数以加本钱,共五千六百九十文。又开方数为日数,一百二十五分之十三。求本利及日数,每十文月利若干?每月三十日,不用小建。
王文灏
答曰:「本五千六百二十五文,利四千二百二十五文,日数六百二十五日。」
* 算式略
今有人赌钱失本四分之一,复得三两,旋失三分之一,又得
译前题
贵荣
图略
如图所示,甲乙丙为直角三角形,甲戊为股(直角边之一)的平方,乙丁为句(另一条直角边)与股的乘积,即两倍于句股面积,两者相加得到丁戊构成的矩形,其面积等于句与股之和乘以股的平方。己丁边代表句与股之和,尝试截取乙己的大正方形,其面积为股的平方,即句与弦(斜边)之差乘以句与弦之和,因为句与弦之差乘以句与弦之和原本就等于股的平方,与乙丁小正方形(代表两倍句股面积)相比,其比例如同甲己大边(股)与甲丁小边(句)之比,即股乘以股与股乘以句之比,如同股与句之比,因此句乘以股的平方[即句与弦之差乘以句与弦之和]等于股乘以两倍的句股面积。
直角三角形形状类似长方形,有句与股的差,有长与宽的和,有面积的差,求句、股以及长、宽。
陈寿田
算式略
右侧开平方得到句与股之和,加上句与股的差,除以二得到股;减去句与股的差,除以二得到句。句与股之和、句与股之差各自平方,相减后归入计算,得到句股面积。减去面积的差得到长方形的面积,乘以四,用长与宽之和的平方减去它,开平方得到长与宽的差。与长与宽之和相加,除以二得到长;与长与宽之和相减,除以二得到宽。
有直积一百二十,有句与股两个正方形的差一百六十一,求句、股、弦各是多少。
联秀
答曰:句八,股十五,弦十七。
算式略
开平方得到八,为句。自身平方加上两个正方形的差,开平方得到股十五。使用由句股求弦的方法,得到弦十七。
现在有内接正方形、内接圆,两直径之和一百三十尺,两直径之差加上中垂线九十四尺,求边长、直径、中垂线各是多少。
胡玉麟
答曰:「方边六十尺,圆径七十尺中垂线八十四尺。」
算式略
开平方后乘以二,得到内接圆的直径,七十尺。在甲数中减去它,余下六十尺,为正方形边长。在乙数中减去两直径之差十尺,余下八十四尺,即中垂线。
前题
王宗福
答曰:「方边六十尺,圆径七十尺。中垂线八十四尺。」
图略
如图所示,甲己辛为直角三角形,卯辰、丁午均为圆的直径,丙庚、庚己均为正方形边长,己丁为中垂线。从庚点作庚子、庚癸两条垂线,形成丙庚子、己庚癸两个全等的直角三角形。既然弦相等,那么句和股也相等,而癸庚相等,庚子也相等。癸丁即己癸庚的句股之和,等于中垂线。又从小丑点作丑寅垂线,丑乙为半径,形成乙丑寅直角三角形,与本图形全等,即也与丑己、戊全等。己丑与丑乙同为半径,既然相等,那么寅丑等于戊己,寅乙等于戊丑。将乙丑移至乙卯,将寅卯移至戊丁,则乙丑寅三边之和等于中垂线,而乙丑寅的弦与句股之和的差等于线与径的差。用代数方法求解,有等式。
算式略
开平方得到边长六十,与和相减,余下七十,为圆直径。在九十四中减去两直径之差,十余八十四,为中垂线。
城墙根部有河,不知道它的宽度。从城楼顶拉绳子到河的外岸,绳长一百九十五尺,楼高一百六十九条。求河宽多少?
廷俊
答曰:九十七尺多一点。
算式略
有甲乙两物,都不知道价格。只说甲价的立方三倍,等于乙价的平方。而乙价的立方,等于甲价平方的八十一倍。求甲乙价格各是多少?
王文秀
答曰:甲三乙九。
天地二元细草
设立天元一为甲价,设立地元一为乙价。天元自乘,又用天元乘它,再用三乘它,得到●。于是用地元自乘,得到●,作为同数,与左侧相消,得到●为今式。放置天元自乘,用八十一乘它,得到●。于是用地元自乘,又用地元乘它,得到●,作为同数,与左侧相消得到●为云式。用地元乘今式,直接减去云式,得到●为右行。与今式的左一行相乘,得到●。又用今式与右行的左一行相乘,得到●。两个数相消,得到●为左行。放置左右两行,以内两行相乘,得到●,相消得到●。以外两行相乘,得到●,相消得到●
开四次方得到甲价,三乃用三自乘,再乘,又用三乘它,得到八十一,用平方开之,即得乙价九
现在有甲乙两数,不知道多少。只知道甲的三次方根等于乙,甲乙两数相乘,加倍等于四倍乙的自乘数。求甲乙数各是多少?
赓善
答曰:甲十六乙二
算式略
现在有人赎回抵押物,本金和利息共钱九千八百五十文。只说利息开平方,得到的数加上本金,共五千六百九十文。又开方的数为天数,一百二十五分之十三。求本金利息及天数,每十文月利多少?每月三十日,不使用小建。
王文灏
答曰:「本五千六百二十五文,利四千六百二十五文,日数六百二十五日。」
算式略
现在有人赌钱损失本金四分之一,又得到三两,随即损失三分之一,又得到
二两,终于失七分之一,仅剩十二两,求本银若干。
王文灏
答曰二十两
* 算式略
今有富翁有银九万,分与四儿,多寡不同。但云:大儿之银以二除之,二儿之银减二千,三儿之银加二千,四儿之银以二乘之,则皆等。求四儿银各若干?
译二两,最终损失了七分之一,只剩下十二两,求原本的银两有多少。
王文灏
回答:二十两
* 算式略
现在有一位富翁有银子九万,分给四个儿子,每人分得的多少不同。只说:大儿分得的银子除以二,二儿分得的银子减去二千,三儿分得的银子加上二千,四儿分得的银子乘以二,结果都相等。求四个儿子各分得银子多少?
塔克什讷
答曰:「大儿四万,二儿二万二千,三儿一万八千,四儿一万。」
* 算式略
今欲造正方台,三座。甲台之边多于乙台边七尺,乙台之边多于丙台边五尺。定造砖见方五寸,共十二万一百八十四枚。求三台各高若干?
贵荣
答曰:「甲台高二丈二尺,乙台高一丈五尺,丙台高一丈。」
* 算式略
开方得四,四折半得二丈二尺,为甲台高;减七尺,得一丈五尺,为乙台高;又减五尺,得一丈,为丙台高。
大小月每十九年循环,共二百三十五,计日六千九百四十,求大小月各若干。
熊方
答曰:「大月一百二十五,小月一百一十。」
法以二百三十五用,月小之二十九日乘之,得六千八百一十五日,以减六千九百四十余一百二十五,即大月数。以大月数减二百三十五,余一百一十,即小月数。更以一百二十五用三十日乘之,得三千七百五十;以一百一十用二十九日乘之,得三千一百九十。并之,恰得六千九百四十,合问。
欲造一土台,上广二丈,长三丈,下广二丈三尺,长三丈五尺,高一丈八尺。每日每人程工八,立尺用匠七十二人,几日毕工?
沈铎
答曰:「二十一日,又八分日之七。」
法以上长三丈,倍之,得六丈,加下长三丈五尺,共九丈五尺。以上广二丈乘之,得一九00尺。另倍下长,得七丈,加上长三丈,共得十丈。以下广二丈三尺乘之,得二三00尺。以两数相并,得四二00尺。以一丈八尺乘之,得七五六00尺。以六除之,得一二六00为实。以七十二人乘,每日每人程工八立尺,得五七六为法。除之,得二十一日又八分日之七。
今有塔系石砖木造成,全高三分之一为石,四分之一为砖,六分之一为木,但知瓦顶三丈六,求塔高若干?
彦慧
答曰十四丈 四尺
* 算式略
法以三分之一展为六分之二,加六分之一,得六分之三,收为四分之二,加四分之一,得四分之三,为石砖木之高,则瓦顶三丈六,自必为四分之一,以四倍三丈六,得十四丈四尺,即塔高。
今有长方营盘,南北一百八十丈,东西一百二十丈,四面濠沟与营盘同积,求濠沟宽若干。
联芳
答曰三十丈
* 算式略
某火药局藏硝、炭、磺,不知各若干斤,亦不知共若干斤。但云于其共重之半加二千五百斤,为硝;于其共重之四分之一减一千斤,为炭;于其共重十分之二减一千斤,为磺。试推其共重若干斤?
朱格仁
答曰一万斤
* 算式略
制球形炸径,一尺二寸,厚三寸,求需铁若干。
李逢春
答曰:「五千三百零三两,三钱强。」
先求大球积
一率,定率立方积,一000000000
二率,定率球积:五二三五九八七七五。
三率 今有立方积 一七二八
四率,今求大球积。九0四,又七七八六八三三0八。
次求小球积
一率,定率立方积,一000000000
二率,定率球积:五二三五九八七七五。
三率 今有立方积 二二六
四率,今求小球积。一二三,又0八0三,三五四00。
既得大小二球相减,余七九一六九一三四七九00,以方寸铁重六两,七钱乘之得五千三百零三两,三钱强即所求。
今有马二匹,鞍一副,值银二十两。加于此马,则与彼马价等;加于彼马,则与此马价相倍。求马价各若干?
贵荣
答曰:「此马价值四十两,彼马价值六十两。」
* 算式略
有某问渔者得鱼若干,对曰:“以鱼数自乘,加十三,开平方,以十二乘之,以四减之,其数为八。十试推鱼数。”
辛泽贤
答曰六鱼
* 算式略
今有钱不知数,欲匀分于若干人,每人十二文,多十二文;每人十四文,少十四文。求人数、钱数各若干。
博勒洪武
答曰:人数十,三钱数一百六十八。法以天代钱数,以地代人数,得方程式。
* 算式略
今有卖柑者云:「我果共值钱一万六千四百六十四文,每果值
译塔克什讷
回答说:“大儿子四万,二儿子二万二千,三儿子一万八千,四儿子一万。”
* 算式略
现在想要建造正方形台基,共三座。甲台基的边长比乙台基多七尺,乙台基的边长比丙台基多五尺。确定使用的砖块边长为五寸,总共需要十二万一百八十四块。求三座台基各自的高度是多少?
贵荣
回答说:“甲台基高二丈二尺,乙台基高一丈五尺,丙台基高一丈。”
* 算式略
开方得到四,四折半得到二丈二尺,作为甲台基的高度;减去七尺,得一丈五尺,作为乙台基的高度;再减去五尺,得一丈,作为丙台基的高度。
大小月每十九年循环一次,共二百三十五个月,总计六千九百四十天,求大月和小月各有多少个月。
熊方
回答说:“大月一百二十五个月,小月一百一十个月。”
方法是用二百三十五乘以小月的天数二十九,得到六千八百一十五天,用六千九百四十减去这个数,余下一百二十五,即是大月的数量。用大月的数量减去二百三十五,余下一百一十,即是小月的数量。再用一百二十五乘以三十天,得到三千七百五十;用一百一十乘以二十九天,得到三千一百九十。两者相加,恰好得到六千九百四十,符合题意。
想要建造一座土台,上底宽二丈,长三丈,下底宽二丈三尺,长三丈五尺,高一丈八寸。每天每人完成八立尺的工程量,使用匠人七十二人,多少天可以完工?
沈铎
回答说:“二十一天,又八分之七日。”
方法是用上底长三丈,加倍得到六丈,加上下底长三丈五尺,共九丈五尺。用上底宽二丈乘以这个数,得到一九00尺。另外加倍下底长,得到七丈,加上上底长三丈,共得十丈。用下底宽二丈三尺乘以这个数,得到二三00尺。将两个数相加,得到四二00尺。用高一丈八尺乘以这个数,得到七五六00尺。用六去除这个数,得到一二六00作为被除数。用七十二人乘以每天每人完成八立尺的工程量,得到五七六作为除数。相除,得到二十一天又八分之七日。
现在有一座塔由石、砖、木造成,全高的三分之一是石,四分之一是砖,六分之一是木,只知道瓦顶高三丈六,求塔高是多少?
彦慧
回答说十四丈四尺
* 算式略
方法是将三分之一展开为六分之二,加上六分之一,得到六分之三,化简为四分之二,加上四分之一,得到四分之三,这是石、砖、木的高度,那么瓦顶三丈六,自然就是四分之一,用四乘以三丈六,得到十四丈四尺,即是塔高。
现在有一个长方形营盘,南北长一百八十丈,东西宽一百二十丈,四面壕沟的面积与营盘面积相同,求壕沟的宽度是多少。
联芳
回答说三十丈
* 算式略
某火药局藏有硝、炭、磺,不知道各自有多少斤,也不知道总共有多少斤。只说在总重量的一半加上二千五百斤,是硝的重量;在总重量的四分之一减去一千斤,是炭的重量;在总重量的十分之二减去一千斤,是磺的重量。试推算总重量有多少斤?
朱格仁
回答说一万斤
* 算式略
制造球形炸弹,直径一尺二寸,厚度三寸,求需要多少铁。
李逢春
回答说:“五千三百零三两,三钱强。”
先求大球的体积
一率,标准立方体积,一000000000
二率,标准球体积:五二三五九八七七五。
三率,现有立方体积 一七二八
四率,今求大球体积。九0四,又七七八六八三三08。
次求小球的体积
一率,标准立方体积,一000000
二率,标准球体积:五二三五九八七五。
三率,现有立方体积 二二六
四率,今求小球体积。一二三,又080三,三五四00。
既得大小两球相减,余七九一六九一三四七七00,用每立方寸铁重六两七钱乘以这个数,得到五千三百零三两,三钱强,即是所求。
现在有两匹马,一副马鞍,价值银二十两。加在这匹马上,则与那匹马价格相等;加在那匹马上,则与此马价格相倍。求两匹马各自的价格是多少?
贵荣
回答说:“此马价值四十两,彼马价值六十两。”
* 算式略
有人问渔夫得到了多少条鱼,渔夫回答说:“用鱼的数量自乘,加上十三,开平方,用十二乘以这个数,减去四,其数为八。十试推算鱼的数量。”
辛泽贤
回答说六条鱼
* 算式略
现在有钱不知道数量,想要平均分给若干人,每人十二文,多十二文;每人十四
钱倍于筐数,每筐盛果三倍于筐数,求筐、果各若干。」
王镇贤
答曰:「筐十四,只果五百八十八枚。」
* 算式略
设一达官有侍姬八人,每日令二人待饮,周而复始,每周不得二人两次同班。求钱日:一周,每人每周值班几日?
译钱币的数量是筐数的两倍,每筐所盛的果子数量是筐数的三倍,求筐和果子各有多少。
王镇贤
回答说:“筐有十四只,果子有五百八十八枚。”
* 算式略
假设有一位高官有八名侍姬,每天让两人值班侍奉,循环往复,在一周内不允许有两人两次同时值班。求:一周内,每人每周值班几天?
博勒洪武
答曰:「一周二十八日,每人每周值班七日。」
法以八减去一得七,为高。以八乘之,得五十六,折半得二十八,即一周日数。再题言:每周不得二,人两次同班,则八减一得七,即每周每人值班日数。
有船载男妇小儿九十人,男较妇多四,小儿较男妇多十,求各数若干。
联第
答曰:「男二十,二名;妇十八,名;小儿五十,名。」
法以男妇小儿九十,名内减十,小儿余八十,折半得四十,内减四男,余三十六,折半得十八,即妇人共数。加四男,得二十二,即男人共数。男妇二数相并得四十,再加十小儿,得五十,即小儿共数。
今有桃、梅、李三果,只云三桃比二梅、二李价多二十四文,二桃三李比五梅价少十二文,四桃三梅比八李价多一百零八文,求三果价各若干。
时南化
答曰:「桃价四十八文,梅价三十六文,李价二十四文。」
* 算式略
问乡人种地若干?曰:“若以亩数加四,开平方,复加原数,得二十六。求原数若干?”
庆全
答曰二十一
* 算式略
试将甲乙二数之和与甲乙二数之较,以代数自乘。
长秀
* 算式略
今有绍酒三,高梁酒四,共银二十六两;绍酒四,高梁酒三,共银二十七两,又十二分两之一。求二酒每银若干。
联兴
答曰:「绍酒每四两,又三分两之一;高梁酒每三两,又四分两之一。」
* 算式略
有甲乙二人,各买油五斤,合盛一大瓶内,回家欲分之。既无秤,又无量,只有二小瓶,一七斤而满,一三斤而满,用以量而分之,其法若何?
王锺祥
法先以大瓶之油,用三斤瓶灌出二瓶,俱倾入七斤瓶内。次复用三斤瓶,从大瓶灌出一瓶,即以三斤瓶内之油,将七斤之瓶续满,则三斤瓶内必余二斤。乃以七斤仍还入大瓶,以三斤瓶内所余之二斤,倾入七斤一瓶内[末]以大瓶内所余八斤之油,再以三斤之瓶灌出一瓶,亦倾入七斤瓶内,则七斤瓶内合前所余之二斤为五斤,大瓶内亦余五[斤]
今有将军以实体方形摆队,或问每队兵数?曰:若于二十五万内减全营兵数,余开方,复以一队兵数乘之,为十二万,求每队兵数若干?
杨兆鋆
答曰三百
* 算式略
有句三股,四句。股欲于股上取一点,悬之令弦平于地,平其法若何?
席淦
* 图略
如图,先求句股积之重心。甲自甲作弦正交线丙乙,悬于丙,即弦合地平。求丙戊线法:以戊丁、戊己方倍之,相并减丁己方,四除之,开方得戊庚四二七。自庚作庚辛垂线,求得戊辛大分边四一。戊庚与辛戊,若戊甲与乙戊二七三。又丁戊与己戊,若乙戊与丙戊三四一。
前 题
杨兆鋆
* 图略
如图,甲乙丙句股形。取甲乙句三分之一于丁,乙丙股三分之一于戊,各作线己丁、庚戊,交点心。即句股面重心。因庚戊过心点正交乙丙,己丁过心点正交甲乙,故取庚、己二点悬之,股与句必皆平于地平。又因丁己为句三分之一,乙戊为股三分之一,故己丙、甲庚必均为弦三分之一。
卷八 学术八测算中
傅法椭圆地图说
傅云龙
欲图全地,密合罔有或差,难矣。不免无差,未始无合。尺短寸长,可偏废哉?墨加祷法而外,平分差多,初学易为,寻常图亦便之。弦线胜平分,而近边狭;切线又善于弦线,差较少也。云龙以为,地既实测为椭圜,详地椭圜说。何图必圜?为与其不合于体,而仍未免于差。何若刱椭圜图法?亦未必遽免于差,而先已粗合于体。虽地非正椭,而远视大体,较圜图已觉近是。不然,地如玑,如卵,如肺叶,如橘皮,而图学家大率图圜,何欤?椭圜亦非意度也。据《谈天》曰:「其南北短径约三百分,赤道径之一。」是书术自李善兰测算家皆以为是。繇近是以求皆是,后必有因精于者。凡法类然,独椭圜地图云尔哉?此法图面可正,可平,而不可偏,辄依切线例改图为正面,有不以为非者曰:「盍目傅法椭圜图
译博勒洪武
回答说:“一周二十八天,每人每周值班七天。”
方法是用八减去一得到七,作为高。用八乘以七,得到五十六,折半得到二十八,即是一周的日数。题目又说:每周不能有两人两次同班,那么八减一得七,即是每周每人值班的日数。
有一艘船载着男人、女人和小孩共九十人,男人比女人多四个,小孩比男人和女人的总和多十个,求各类人数各是多少。
联第
回答说:“男人二十人;女人十八人;小孩五十人。”
方法是从男人、女人、小孩共九十人中减去十个小孩,剩余八十人,折半得到四十人,从中减去四个男人,剩余三十六人,折半得到十八人,即是女人的总数。加上四个男人,得到二十二,即是男人的总数。男人和女人的总数相加得到四十,再加上十个小孩,得到五十,即是小孩的总数。
现有桃、梅、李三种水果,只说三颗桃比两颗梅、两颗李的价格多二十四文,两颗桃和三颗李比五颗梅的价格少十二文,四颗桃和三颗梅比八颗李的价格多一百零八文,求三种水果的单价各是多少。
时南化
回答说:“桃的单价是四十八文,梅的单价是三十六文,李的单价是二十四文。”
* 算式略
问乡人种地多少亩?回答说:“如果把亩数加上四,开平方,再加上原来的亩数,得到二十六。求原来的亩数是多少?”
庆全
回答说二十一
* 算式略
试着将甲乙两数之和与甲乙两数之差,用代数法自乘。
长秀
* 算式略
现有绍酒三壶,高粱酒四壶,共值银二十六两;绍酒四壶,高粱酒三壶,共值银二十七两又十二分之一两。求两种酒每壶各值银多少。
联兴
回答说:“绍酒每壶值银四两又三分之一两;高粱酒每壶值银三两又四分之一两。”
* 算式略
有甲乙两人,各自买了五斤油,合在一起装在一个大瓶里,回家想要分开。既没有秤,也没有量具,只有两个小瓶,一个能装七斤就满了,一个能装三斤就满了,用来量取并分开油,方法如何?
王锺祥
方法是先以大瓶里的油,用三斤瓶灌出两瓶,都倒入七斤瓶内。接着再用三斤瓶,从大瓶里灌出一瓶,就用三斤瓶里的油,将七斤瓶续满,那么三斤瓶内必然剩下两斤。于是将七斤瓶里的油倒回大瓶,将三斤瓶内剩下的两斤,倒入七斤瓶内[最后]以大瓶内剩下的八斤油,再用三斤瓶灌出一瓶,也倒入七斤瓶内,那么七斤瓶内连同之前剩下的两斤共为五斤,大瓶内也剩下五[斤]
现有将军用实心方阵摆队,有人问每队士兵有多少?回答说:“如果在二十五万内减去全营士兵数,余数开平方,再用每队士兵数相乘,得到十二万,求每队士兵数是多少?”
杨兆鋆
回答说三百
* 算式略
有一个勾三股四的直角三角形。想在股上取一点,悬挂起来使弦平行于地面,使其平行的方法如何?
席淦
* 图略
如图所示,先求勾股面积的重心。从甲点作弦的正交线丙乙,悬挂于丙点,弦即与地平线平行。求丙戊线的方法是:将戊丁、戊己的平方倍之,相加后减去丁己的平方,除以四,开方得到戊庚四点二七。从庚点作庚辛垂线,求得戊辛大分边四点一。戊庚与辛戊,如同戊甲与乙戊之比二点七三。又丁戊与己戊,如同乙戊与丙戊之比三点四一。
前题
杨兆鋆
* 图略
如图所示,甲乙丙为勾股形。取甲乙勾的三分之一于丁点,乙丙股的三分之一于戊点,分别作线己丁、庚戊,交点为心。即是勾股面的重心。因为庚戊过重心点且正交于乙丙,己丁过重心点且正交于甲乙,所以取庚、己两点悬挂,股与勾必然都平行于地平线。又因为丁己为勾的三分之一,乙戊为股的三分之一,所以己丙、甲庚必然都是弦的三分之一。
卷八 学术八 测算中
傅法椭圆地图说
傅云龙
想要绘制完整的地形,严密贴合而没有丝毫误差,很难。难免没有误差,未必不能贴合。尺有所短寸有所长,可以偏废吗?除了墨加祷法之外,平分法误差较多,初学者容易操作,普通地图也方便使用。弦线法优于平分法,但靠近边缘狭窄;切线法又优于弦线法,误差较少。傅云龙认为,大地既然实测为椭圆形,详见地椭圆说。为什么地图一定要画成圆形?因为与大地实体不符,仍然难免有误差。不如创立椭圆地图法?也未必立刻能免除误差,但首先已经大致符合大地实体。虽然大地并非正椭圆,但从远处看大体,比起圆形地图已经觉得更接近真实。否则,大地如玑、如卵、如肺叶、如橘皮,而地图学家大多画成圆形,为什么呢?椭圆也不是凭空臆测。根据《谈天》说:“其南北短径约为赤道直径的三百分之一。”这本书的方法自李善兰以来的测算家都认为是正确的。由接近正确以求得完全正确,后来必有更加精通的人。凡是方法都是如此,难道只有椭圆地图法是这样吗?此法地图面可正,可平,而不可偏斜,就依照切线例改图为正面,有人不认为不对地说:“何不称傅法椭圆图