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中国古代数学故事:分数表示

【摘要】:中国关于分数概念的记载可追溯至商代,在晚周铜器铭文中已出现了关于分数的叙述。图2.4.3筹式中分数表示图2.4.4筹式中分数表示在《九章算术》的“方田”章中,给出了完整的分数加、减、乘、除以及约分和通分运算法则。图2.4.5中国古代分数表示

中国关于分数概念的记载可追溯至商代(公元前12 世纪前后),在晚周铜器铭文中已出现了关于分数的叙述。 因古人常略去“几分之几”的“之”字,故把3/5 读作“五分三”。在公元前3 世纪的《考工记》中,谈及车轮制作时,写有“十分寸之一为一枚”之句,其意为十分之一寸为一分。

由于我国古代的计算工具为算筹,故而未形成系列运算符号,运算一般表现为等式变换。 在筹式中已有明确的分数表示法:商数置于上方,实(被除数,可看作分子)位列中间,法(除数,可看作分母)在最下方,运算结果中的实可能有余数,则视其为带分数。 例如图2.4.3 表示:商64,实38,法583,相当于带分数。 这种分数表示方法和现代分子在上、分母在下的记法相同。 再如23 ÷ 7,其运算结果如图2.4.4 所示,即

图2.4.3 筹式中分数表示

图2.4.4 筹式中分数表示

在《九章算术》的“方田”章中,给出了完整的分数加、减、乘、除以及约分和通分运算法则。 如第5 题:今有十八分之十二,问约之得几何。 再如第7 题:今有三分之一,五分之二,问合之得几何。(www.chuimin.cn)

《九章算术》中定义分数为:“实如法而一。 不满法者,以法命之。”其大意为,被除数除以除数,若除不尽,就得到了一个分数。 “命之”就是“命分”,我国古代把分数称为“命分”。

对于中国古代的分数表示法,英国科学史家李约瑟(J.T.M.Needham,1900—1995)曾说:分子和分母在运算前称为“子和母”,而在运算中称为“实和法”;用“儿子”表示分子和用“母亲”表示分母很有启发意义,这表明中国古人所想象的真分数,就是下面的数字较大,犹如怀孕的母亲一样;性(阴与阳)的差别使他们想到,除一个数与乘以其倒数是等效的。

南宋数学家秦九韶(1209—1262)在其《数书九章》中,独创了分数的另一种表示方法:图2.4.5 表示乳香重斤,在算筹中明确标明了“子”和“母”的位置。

图2.4.5 中国古代分数表示