中国古代数学
中国的数学历史
中国的数学历史中国是古代文明的重要代表之一，同时也有着光辉的数学历史。
以下是有关中国数学历史的一些重要内容：1.最早的数学发展：约在公元前11世纪，中国的商代就已开始发展数学。
商代的贡献主要包括单位的建立，长度和重量的标准化以及简单的算数。
2.数学家张丘建的贡献：在东汉末年，张丘建发表的《算经》成为了数学史上的重要经典之一。
这部作品包括594个题目，主要涵盖了算术、代数、几何和三角学四个方面的内容。
3.数学家李冶的成就：唐代数学家李冶贡献了许多重要的发现，特别是在解释和应用三角函数方面做出了重要贡献。
他还发明了多种算术方法，并开发了新的几何工具。
4.算学的发展：在宋代，算学成为了学校的主要课程之一，并且开始出现了关于代数学和几何学的研究。
宋代数学家朱世杰发明了一种新的十进制计数方法，并提出若干关于除法和乘方的原则。
5.《数学九章》的出现：明代数学家秦九韶和杨辉共同编写了《数学九章》这部长篇巨著。
这本书详细介绍了代数学、几何学和三角学的各个方面。
它不仅仍然是数学研究的必读之书，而且还影响了欧洲的数学研究。
6.数学教育的革新：在清朝，数学成为了中国的高等教育的重要课程之一。
清末时期的数学家严复通过翻译数学教材的方式，将西方的数学思想引入到中国。
总的来说，中国的数学历史相当悠久而且丰富，其成就在几何、代数以及计算机等领域对现代科学技术的发展做出了积极的贡献。
虽然现代数学已经发生了很大的变化，但中国数学所开创的理性、系统、严密的数学思想仍然有着深远的影响。
102中国古代数学
整理。
•《九章算术注》对数学方法的贡献 １、开始了其独特的推理论证的尝试。 “析理以辞， 解体用图。”“开辟了我国古代数学理论化的道路” 。 ２、创立了“出入相补”的方法，提出了“割圆术”， 首次将极限概念用于近似计算；引入十进制小数的记法 和负整数的知识；他试图建立球体积公式，虽然没有成 功，但为后人提供了科学的方法；３、他对勾股测量问 题进行了深入研究，在几何研究中，从少数几个原理出 发，运用逻辑手段推导出结果的方法 。提出“审辨名 分”，不但对自己提出的每一个新概念都给出界定《九 章算术注》丰富了《九章算术》的数学成果，主要表现 在算术、代数和几何诸方面。 诸如，割圆术与徽率“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。”
七为少阳，八为少阴。揲蓍的目的，就是为了取到这四个数中的一个。
让阳数对应阴卦，阴数对应阴卦，于是数字变成了爻象。
历从 史中 渊国 算筹 中国古人称数学为算学 源古 代 的 占 筮 工 具 和 方 法 中 ， 不 难 发 “数学”一词相当于我国古代的“算术” 现 中 数学一词，在中国最早出现在12世纪宋代数学家秦九韶的著作中。他国 传 指出“物生有象，象生有数，乘除推阐，务究造化之源者，是数学”。 统 数 学
§３、中国初等数学理论体系的发展 时期（东汉初年到魏晋南北朝）
从东汉初年到魏晋南北朝，随着社会生 产力的逐步提高，我国初等数学理论体系日 益完善。这一时期，涌现出一批处于世界第 一流的数学家及其专著，使初等数学理论体 系日益成熟。其中刘徽及其《九章算术注》 尤为突出。
对中国传统数学理论的研究
公元1世纪至8世纪初，改变了先前只追求算法、不研 究算理的学风，开始给出概念的定义，进行推理论证，取 得了许多世界领先的成果，同时涌现出一批杰出数学家
古代数学的雅称
古代数学的雅称一、《九章算术》——中国古代数学的瑰宝《九章算术》被誉为中国古代数学的瑰宝，它是中国古代最重要的数学著作之一，被广泛应用于农业、商业和日常生活中。
这本书以九个章节的形式，系统地总结了古代中国的数学知识，内容包括算术、代数、几何、概率等多个领域。
《九章算术》的问世对中国古代数学的发展起到了重要的推动作用，也为后世的数学研究奠定了基础。
二、黄金分割——古希腊数学的华丽之美黄金分割是古希腊数学中的一个重要概念，它是指一条线段分割成两部分，其中整条线段与较长部分之比等于较长部分与较短部分之比。
黄金分割不仅在几何学中有广泛的应用，也在建筑、艺术和音乐等领域中发挥了重要的作用。
黄金分割的美学价值被古希腊人视为至高无上的，他们将之称为“黄金比例”，并将其应用于建筑、雕塑等艺术创作中，使作品更加美观和和谐。
三、印度数学——古代数学的明珠印度数学是古代数学中的一支重要学派，其发展历史悠久，贡献巨大。
古代印度人在数学领域做出了许多重要的发现，如零的概念和十进制数制等。
他们将数学视为一门哲学，通过研究数学问题来探索人类存在的意义。
印度数学的研究成果对后世的数学研究产生了深远的影响，也为现代科学的发展打下了坚实的基础。
四、阿拉伯数字——古代数学的智慧之光阿拉伯数字是古代数学中的一项伟大发明，它是现代数字系统的基础。
阿拉伯数字是一种使用十个数字字符的数制系统，它的特点是简单易用、计算方便。
阿拉伯数字的发明极大地促进了数学的发展和商业的繁荣，也使得数学成为一门实用的学科。
至今，阿拉伯数字仍然是全球通用的数字表示方法，显示出古代数学的智慧之光。
五、欧几里得几何——古代数学的完美之作欧几里得几何是古希腊数学家欧几里得创立的一门几何学体系，被誉为古代数学的完美之作。
欧几里得几何以公理为基础，通过严密的推理和证明建立了几何学的基本定理和原理。
欧几里得几何的发展对古代数学和现代科学都产生了重要影响，成为后世数学研究的重要范式。
中国古代数学的辉煌与成就
（11）中国剩余定理。实际上就是解联立 一次同余式的方法。这个方法最早见于 《孙子算经》，1801年德国数学家高斯 （公元1777~1855）在《算术探究》中 提出这一解法，西方人以为这个方法是 世界第一，称之为“高斯定理”，但后 来发现，它比中国晚1500多年，因此为 其正名为“中国剩余定理”。
❖ 他第一次给出了区分正负数的方法："正算赤， 负算黑。否则以邪正为异。"意思是，用红色的小棍 摆出的数表示是正数，用黑色小棍摆出的数表示是 负数。也可以用斜摆的小棍表示负数，用正摆的小 棍表示正数。
5）盈不足术。又名双假位法。最早 见于《九章算术》中的第七章。在 世界上，直到13世纪，才在欧洲出 现了同样的方法，比中国晚了1200 多年。
（2）幻方。我国最早记载幻方法的是春秋时代 的《论语》和《书经》，而在国外，幻方的出 现在公元2世纪，我国早于国外600多年。
❖ 幻方（magic square）又称为魔方、方阵， 它最早起源于我国。宋代数学家杨辉称之为 纵横图。
❖ 所谓纵横图，它是由1到n2，这n2个自 然数按照一定的规律排列成N行、N列的一个 方阵。它具有一种奇妙的性质，在各种几何 形状的表上排列适当的数字，如果对这些数 字进行简单的逻辑运算时，不论采取哪一条 路线，最后得到的和或积都是完全相同的。
❖ （6）方程术。最早出现于《九章算术》 中，其中解联立一次方程组方法，早于 印度600多年，早于欧洲1500多年。在 用矩阵排列法解线性方程组方面，我国 要比世界其他国家早1800多年。
❖ （7）最精确的圆周率“祖率”。早 于世界其他国家1000多年。
❖ （8）等积原理。又名“祖暅”原 理。保持世界纪录1100多年。
❖ （3）分数运算法则和小数。中国完整的 分数运算法则出现在《九章算术》中， 它的传本至迟在公元1世纪已出现。印度 在公元7世纪才出现了同样的法则，并被 认为是此法的“鼻祖”。我国早于印度 500多年。
中国古代数学成就
中国古代数学成就中国古代数学成就数学作为一门科学，已有悠久的历史，在中国古代，数学学派十分繁荣发展，涵盖了算术、代数、几何、数论等多个方面，有着诸多的学术成就。
下面将对中国古代数学成就进行一些探讨。
算术学算术学是中国古代最早开始发展的数学学科之一，主要涉及到整数的加减乘除及其运算规律，以及解一些实际问题的方法。
中国古代算术学随着时代的变迁，不断发展出了一系列的算法，例如公约数、倍数、分解因数、约分等等，这些算法已经成为了数学中的经典算法，并深深地影响了现代数学。
在中国古代，算盘是古代数学中最为重要的计算工具之一。
算盘在中国的历史已经有2400多年的历史，从汉代开始逐渐普及，到唐代达到了顶峰。
算盘的设计十分独特，它通过珠片上下移动以表示不同位数上的数字，大大提高了计算速度。
算盘在中国的历史上曾经是计算机的前身，将计算技术推向更高的水平。
代数学代数学在中国古代的发展历史较短，但也有不少的研究成果。
代数学主要与代数式和方程式有关，通过代数式的运算和方程的解法等技巧，来解决实际生活中的问题。
中国古代数学家代表王冰、李冶、秦九韶等建立了代数学的数学体系。
而“天元术”被称为中国古代代数学的经典之作，为后来的数学家提供了很多启示。
天元术主要是关于多元方程的分解和化简，它成功地应用在了许多生产生活中的实际问题中，例如赤道经纬、水门坎门等等。
几何学几何学也是古代中国数学的非常重要的研究领域。
中国的几何学起源于商周时期的土木之学，性质拓张的唐朝时期，几何学又有了大规模的发展。
中国古代几何学成果，包括勾股定理、《九章算术》中的测量体积问题的求解、仪器等所涉及的广告，其研究方法和实践成果在世界范围内都享有重要地位。
勾股定理，是中国数学史上的一个伟大杰作，它简单而深刻，蕴含了深奥的数学机理，而且广泛地应用于测量和设计领域。
数论数论是中国古代最为重要的数学领域之一，主要研究整数和整数运算的规律，其研究的问题包括完全平方数、质数分解、同余方程等等。
中国古代数学
祖氏父子数学成就：
据《随书•律历志》记载，祖冲之求得的π值的 取值范围为3.141592 <π<3.1415927。
由于史料中没有祖冲之推算这个值的记载，后人 只能对其推导过程做出推测，一般认为它是利用 刘徽的割圆术得到的。然而要想用此法得到上述 结果，需要从正六边形起，连续的倍增正多边形 的边数，至24 576边形。这在当时的条件下是不 易做到的。
中国初等数学理论体系的形成时期
（春秋战国时代到西汉末年）
刘徽的地位：
吴文俊：“从对数学贡献的角 度来衡量，刘徽应该与欧几里 得、阿基米德相提并论”。
梅荣照：“刘徽是整个中国古 代数学理论的奠基人”。
定位：如果按成就和创造性 的大小来论，刘徽在中国的数 学家中首推第一，另一位可以 和他相提并论的是祖冲之。
思考：2013年癸巳年，2014年是（ ）年？
• 3.算筹记数法和十进位值制
春秋战国之际，筹算 已得到普遍的应用，筹 算记数法已使用十进位 值制，这种记数法对世 界数学的发展是有划时 代意义的 。
一、主要的数学成就（先秦数学）
• （四）乘法口诀： 从出土的文物来看，春秋战国时期的文献中已 有乘法口诀。次序与现代不同，由“九九八十 一”开始。因此又称乘法口诀或乘法表为“九 九”，这种次序流行了一千六、七百年，直到 南宋初才改为现今的顺序。
一、主要的数学成就（先秦数学）
• （五）周易的八卦和64卦：
《周易》是我国古代专讲卜筮（bu’shi）的书， 约成书于殷商时期 ,包含数学内容最丰富的著作。 《易经》中利用爻卦的变化预测吉凶，分别用 “—”与“－－”表示阳爻和阴爻,构成八卦、六 十四别卦。《周易》由《易经》和《易传》两部 分组成。自汉代开始，许多算学家都热衷于将算 法与《周易》相联系。
中国古代数学的特点
中国古代数学的特点
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一、中国古代数学的特点
中国古代数学是中国古代文化的重要组成部分，也是中国古代文明的骨干。
它不仅在中国古代文化中发挥着重要作用，而且也为世界数学发展做出了重要的贡献。
中国古代数学的特点主要表现在以下几个方面：
1、数理化的特点
中国古代数学以数学和天文学、地理学等科学的结合为特征，强调“数理化”。
它将数学、天文学、地理学和技术应用结合起来从而促进了古代科学的发展。
比如，《九章算术》将数学、天文学、地理学结合起来，对古代科学的发展发挥了重要作用。
2、计算技术的特点
中国古代数学以计算技术的发展为特征，古代中国书法、计算机等科学技术都是由古代数学家们研究和创造出来的。
比如，古代中国的书法技术是古代数学家研究并开发出来的，他们的书法技术可以用来解决很多计算问题，对古代计算技术有重要的贡献。
3、几何学的特点
中国古代数学的几何学是中国古代科技文化的重要组成部分，它不仅通过计算来研究几何学中的形状和线段，而且也使用几何学来研究古代文字、文字编码和文字数学等，为古代科技文化的发展做出了重要贡献。
4、文献的特点
中国古代数学的文献记载了我国古代数学的辉煌历史，古代中国的数学书籍包括《九章算术》、《白乐天算经》、《张邱建算经》等等。
这些书籍记载了古代中国数学的研究成果，也对古代中国科技文化的发展起到了重要的作用。
总之，中国古代数学的特点是多方面的，它涵盖了从数理化、计算技术，几何学到文献记录的多种特点，为古代中国科技文化发展作出了重要贡献。
数学史--第三讲 古代中国的数学--课件
3.1 《周髀算经》和《九章算术》
3.1.1 《周髀算经》
作者不祥，成书不晚于公元前2世纪西汉时期。 内容涉及数学和天文知识，有的可以追溯到西周（前 11世纪－前8世纪）。 最突出的成就：勾股定理 记载西周开国时期周公与大夫商高讨论勾股测量的对 话，商高答周公问时提到“勾广三，股修四，径隅五”， 这是勾股定理的特例。卷上另一处叙述周公后人荣方与 陈子（约前6、7世纪）的对话中，包含了勾股定理的一 般形式：
3.3 宋元数学
“宋元四大家” 杨辉、秦九韶、李治和朱世杰 3.3.1 从“贾宪三角”到“正负开方”术 宋元数学最突出的成就之一是高次方程求数值解，这是《九章算 术》中开方术（开平方和开立方）的继承和发展。 目前有明确记载保留下来的最早的高次开方法是北宋时期的贾宪 创造的“增乘开方法”。 贾宪的“增乘开方法”原则上可以用于求解高次方程，但贾宪本 人并没有认识到一点。南宋数学家秦九韶在他的代表著作《数学 九章》（1247年）中将增乘开方法推广到了高次方程的一般情形， 他将自己的方法称为“正负开方术”。
第三讲 古代中国数学
• 古代中国是世界四大文明古国之一。在商朝的甲骨 文中已经使用完整的十进制记数（约公元前1600年 左右）。至迟到春秋战国时期，又开始出现严格的 十进位值制筹算记数(约公元前500年）。 • 关于几何学，据《史记·夏本纪》记载，夏禹治水时 已使用了规、矩、准、绳等作图与测量工具。从 战国时代的著作《考工记》中也可以看到与手工制 作有关的实用几何知识。
“。。。以日下为勾，日高为股，勾股各自乘，并而开 方除之，得邪至日。” 《周髀算经》中还讨论了测量“日高”的方法。 图 3.1 • 中国数学史上最先完成勾股定理证明的数学家是公元3 世纪三国时期的赵爽。赵爽注《周髀算经》，运用面 积出入相补证明了勾股定理。赵爽还证明了《周髀算 经》中的日高公式。 图3.2
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算盘的最早记载是公元190年。 明清两代，算盘成为当时工商业 贸易中不可缺少的工具。算盘携 带方便，运算准确迅速，即便是 现在，仍发挥着巨大作用。
三国时期，刘徽运用割圆术求圆 周率π=3.1416。南北朝时期的 数学家祖冲之又将圆周率进一步 精确到3.1415926～3.1415927 之间。
唐代僧一行创立了不等间距二次 内插法，王孝通得到求解三次方 程的方法；宋元时期得到关于高 次方程组的求解法一次同余式解 法。这些成果都处于当时的领先 地位。
中国古代数学
—了解先人的智慧
研究组成员
指导教师：胡向斌
组长：张志远
组员：孙涛 赵怀斌 王怡霖 柳叶 周怀芳
周 髀 九 章 算 法 妙
演 天 算 地 机 关 巧
人 杰 地 灵 举 世 闻
中 华 青 史 五 千 载
中国古代数学对世界数学发展的贡献
数学的发展包括了两大主要活动：证明定理和创造算 法。定理证明是希腊人首倡，后构成数学发展中演绎倾向 的脊梁；算法创造昌盛于古代和中世纪的中国、印度，形 成了数学发展中强烈的算法倾向。统观数学的历史将会发 现，数学的发展并非总是演绎倾向独占鳌头。在数学史上， 算法倾向与演绎倾向总是交替地取得主导地位。古代巴比 伦和埃及式的原始算法时期，被希腊式的演绎几何所接替， 而在中世纪，希腊数学衰落下去，算法倾向在中国、印度 等东方国度繁荣起来；东方数学在文艺复兴前夕通过阿拉 伯传播到欧洲，对近代数学兴起产生了深刻影响。事实上， 作为近代数学诞生标志的解析几何与微积分，从思想方法 的渊源看都不能说是演绎倾向而是算法倾向的产物。
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任何问题→数学问题→代数问题→方程求解而笛卡儿的《几何学》，正 是他上述方案的一个具体实施和示范，解析几何在整个方案中扮演着重 要的工具作用，它将一切几何问题化为代数问题，这些代数问题则可以 用一种简单的、几乎自动的或者毋宁说是机械的方法去解决。这与上面 介绍的古代中国数学家解决问题的路线可以说是一脉相承。 因此我们完全有理由说，在从文艺复兴到17世纪近代数学兴起的大潮中， 回响着东方数学特别是中国数学的韵律。整个17—18世纪应该看成是寻 求无穷小算法的英雄年代，尽管这一时期的无穷小算法与中世纪算法相 比有质的飞跃。而从19世纪特别是70年代直到20世纪中，演绎倾向又重 新在比希腊几何高得多的水准上占据了优势。因此，数学的发展呈现出 算法创造与演绎证明两大主流交替繁荣、螺旋式上升过程： 演绎传统——定理证明活动 算法传统——算法创造活动 中国古代数学家对算法传统的形成与发展做出了毋容置疑的巨大贡献。 我们强调中国古代数学的算法传统，并不意味中国古代数学中没有演绎 倾向。事实上，在魏晋南北朝时期一些数学家的工作中，已出现具有相 当深度的论证思想。如赵爽勾股定理证明、刘徽“阳马”一种长方锥体 体积证明、祖冲之父子对球体积公式的推导等等，均可与古希腊数学家 相应的工作媲美。赵爽勾股定理证明示意图“弦图”原型，已被采用作 2002年国际数学家大会会标。令人迷惑的是，这种论证倾向随着南北朝 的结束，可以说是戛然而止。囿于篇幅和本文重点，对这方面的内容这 里不能详述。
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中国古代数学成就
• 中国是世界上最早采用了 • 在计算工具方面，殷商时 十进位制的国家，距今 就发明了“算筹”，算筹 4000年左右的陕西、山东、 是圆形小竹棍，以后有了 上海的出土文物中除表示 骨制、铁制的。以算筹表 个位的数字外，已经有10、 示数目，有纵、横两种形 20、30这样的记号，比古 式，如“2”可表示为“=” 埃及早1000多年。 或“Ⅱ”。 • 殷商时已经有了四则运算， • 勾股定理相传是在商代由 春秋战国时正整数乘法口 商高发现，比毕达哥拉斯 早500多年。 诀“九九歌”已形成，从 此“九九歌”成为普及数 • 公元前1世纪的《周髀算 学知识的基础之一，一直 经》和东汉时期的《九章 延续至今。 算术》是最著名的中国古 代数学著作。
中国的数学家
刘徽 李冶 秦九韶 朱世杰
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数学在中国历史久矣。在殷墟出 土的甲骨文中有一些是记录数字的 文字，包括从一至十，以及百、千、 万，最大的数字为三万；司马迁的 史记提到大禹治水使用了规、矩、 准、绳等作图和测量工具，而且知 道“勾三股四弦五”；据说《易经》 还包含组合数学与二进制思想。 2002年在湖南发掘的秦代古墓中， 考古人员发现了距今大约2200多年 的九九乘法表，与现代小学生使用 的乘法口诀“小九九”十分相似。 算筹是中国古代的计算工具，它 在春秋时期已经很普遍；使用算筹 进行计算称为筹算。中国古代数学 的最大特点是建立在筹算基础之上， 这与西方及阿拉伯数学是明显不同 的。
从微积分的历史可以知道，微积分的产生是寻找解决一系列实际问题的普遍算法 的结果。这些问题包括：决定物体的瞬时速度、求极大值与极小值、求曲线的切 线、求物体的重心及引力、面积与体积计算等。从16世纪中开始的100多年间， 许多大数学家都致力于获得解决这些问题的特殊算法。牛顿与莱布尼兹的功绩是 在于将这些特殊的算法统一成两类基本运算——微分与积分，并进一步指出了它 们的互逆关系。无论是牛顿的先驱者还是牛顿本人，他们所使用的算法都是不严 格的，都没有完整的演绎推导。牛顿的流数术在逻辑上的瑕疵更是众所周知。对 当时的学者来说，首要的是找到行之有效的算法，而不是算法的证明。这种倾向 一直延续到18世纪。18世纪的数学家也往往不管微积分基础的困难而大胆前进。 如泰勒公式，欧拉、伯努利甚至19世纪初傅里叶所发现的三角展开等，都是在很 长时期内缺乏严格的证明。正如冯· 诺伊曼指出的那样：没有一个数学家会把这 一时期的发展看作是异端邪道；这个时期产生的数学成果被公认为第一流的。并 且反过来，如果当时的数学家一定要在有了严密的演绎证明之后才承认新算法的 合理性，那就不会有今天的微积分和整个分析大厦了。 现在再来看一看更早的解析几何的诞生。通常认为，笛卡儿发明解析几何的基本 思想，是用代数方法来解几何问题。这同欧氏演绎方法已经大相径庭了。而事实 上如果我们去阅读笛卡儿的原著，就会发现贯穿于其中的彻底的算法精神。《几 何学》开宗明义就宣称：“我将毫不犹豫地在几何学中引进算术的术语，以便使 自己变得更加聪明”。众所周知，笛卡儿的《几何学》是他的哲学著作《方法论》 的附录。笛卡儿在他另一部生前未正式发表的哲学著作《指导思维的法则》(简 称《法则》)中曾强烈批判了传统的主要是希腊的研究方法，认为古希腊人的演 绎推理只能用来证明已经知道的事物，“却不能帮助我们发现未知的事情”。因 此他提出“需要一种发现真理的方法”，并称之为“通用数学”(mathesis universakis)。笛卡儿在《法则》中描述了这种通用数学的蓝图，他提出的大胆 计划，概而言之就是要将一切科学问题转化为求解代数方程的数学问题：