項名達生于1789年,清代數(shù)學(xué)家,今杭州市人。
簡介
項名達(1789~1850),中國清代數(shù)學(xué)家,原名萬準(zhǔn),字步萊,號梅侶,浙江錢塘(今杭州市)人,祖籍歙縣。生于乾隆五十四年,卒于愛新覺羅·旻寧三十年。愛新覺羅·颙琰二十一年(1816)為舉人,考授國子監(jiān)學(xué)正,道光六年(1826)成進士,改任知縣,但未就職。應(yīng)考進士期間,曾在京盤桓數(shù)年,與友人研討數(shù)學(xué),后返居故里。道光十七年(1837)前,主講苕南。此后,在杭州著名的三大書院之一紫陽書院執(zhí)教,并研究數(shù)學(xué)。道光二十六年(1846)冬,退職還家,集中精力撰著書稿,主要數(shù)學(xué)著作有《象數(shù)一原》6卷(1849),《勾股六術(shù)》1卷(1825),《三角和較術(shù)》1卷(1843),《開諸乘方捷術(shù)》1卷(1845),后三種合刻為《下學(xué)庵算術(shù)》印行。
人物成就
他在數(shù)學(xué)方面的著名成就之一是“橢圓求周術(shù)”,這個結(jié)果和現(xiàn)在中學(xué)課本“微積分初步”中求平面曲線弧長的微積分方法一致。另外,項名達和戴煦共同發(fā)現(xiàn)了指數(shù)為有理數(shù)的二項定理。項名達還在概括和推廣清代數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家安圖證出的正弦、正矢的冪級數(shù)展開式等的計算中,得到了有關(guān)三角函數(shù)冪級數(shù)展開式的兩個新公式。
他所著作的《象數(shù)一原》的主要內(nèi)容是論述三角函數(shù)冪級數(shù)展開式問題,他撰寫此書時已年老病重,僅寫成整分起度弦矢率論、半分起度弦矢率論、零分起度弦矢率論(兩卷)、諸術(shù)通詮、諸術(shù)明變,共6卷。其中卷四和卷六未能完稿,由其友人戴煦遵從他的囑托于咸豐七年(1857)補寫完成,并為橢圓求周術(shù)補作圖解1卷,故現(xiàn)傳本《象數(shù)一原》共 7卷。在此書中,他推廣了明安圖和董祐誠(1791~1823)的結(jié)果。董誠同明安圖一樣,也用連比例的方法討論了全弧與分弧所對的弦的關(guān)系以及全弧和分弧的中矢(即該弧所張的弓形的高),得到四個冪級數(shù)公式。項名達進一步歸納為下列兩個公式:設(shè)сn和сm分別為圓內(nèi)某弧с的n倍和m倍弧長,vn和vm分別為相應(yīng)的中矢,r為圓半徑,則有(圖一):
由這兩個公式可推導(dǎo)出明安圖的九個公式和董祐誠的四個公式,其中包括正弦和反正弦的冪級數(shù)展開式、正矢和反正矢的冪級數(shù)展開式以及圓周率π 的無窮級數(shù)表達式等。
項名達的另一項成就是求出橢圓周長公式(圖二):式中p為橢圓周長,e為橢圓離心率,α與b為橢圓長半軸與短半軸。這是中國在二次曲線研究方面最早的重要成果。
他還據(jù)此推出圓周率倒數(shù)公式(圖三):
項名達與戴煦還共同討論求二項式n次根的簡法,在《開諸乘方捷術(shù)》中提出了冪指數(shù)為 1/n的二項式定理以及用逐次逼近法開n次方的遞推公式(圖四):
按上述公式逐次求得的αk+1,即為準(zhǔn)確到不同程度的近似值。《勾股六術(shù)》與《三角和較術(shù)》內(nèi)容淺顯易懂,是項名達為初學(xué)者撰寫的數(shù)學(xué)入門書。在這兩卷書中,對于勾股形、平面三角形及球面三角形的各邊及其和、差的互求關(guān)系,做了較系統(tǒng)的分類與總結(jié)。
史籍記載
項名達,字梅侶,仁和人。愛新覺羅·颙琰二十一年舉人,考授國子監(jiān)學(xué)正。愛新覺羅·旻寧六年,成進士,改官知縣,不就,退而專攻算學(xué)。三十年,卒于家,年六十有二。著述甚富,今傳世者,但有下學(xué)庵句股六術(shù)及圖解,復(fù)附句股形邊角相求法三十二題,合為一卷。以句股和較相求諸題術(shù)稍繁難,爰取舊術(shù)稍為變通。分術(shù)為六,使題之相同者通為一術(shù),釐然悉有以御之。第一、二、三術(shù)及第四術(shù)之前二題,悉本舊解,馀為更定新術(shù),皆別注捷法,各為圖解,以明其意。第四、五、六術(shù)其原皆出於第三術(shù),可釋之以比例。第三術(shù)以句弦較比股,若股與句弦和,以股弦較比句,若句與股弦和,是為三率連比例。凡有比例加減之,其和較亦可互相比例。故第四、五、六術(shù)諸題,皆可由第三術(shù)之題加減而得,即可因第三術(shù)之比例而另生比例。因比例以成同積,而諸術(shù)開方之所以然遂明。名達又創(chuàng)有弧三角總較術(shù),求橢員弧線術(shù),術(shù)定,未有詮釋,以義奧趣幽,難猝竟事,故六術(shù)獨先成云。
名達與烏程陳杰、杭州市戴煦契最深,晚年詣益精進,謂古法無用,不甚涉獵,而專意于平弧三角,與杰意不謀而合。與杰論平三角,名達曰:“平三角二邊夾一角,求斜角對邊,向無其法,竊嘗擬而得之,君聞之乎?”杰曰:“未也。”錄其法以歸。蓋以甲乙邊自乘與甲丙邊自乘相加,得數(shù)寄左;乃以半徑為一率,甲角馀弦為二率,甲乙、甲丙兩邊相乘倍之為三率,求得四率,與寄左數(shù)相減,鈍角則相加,平方開之,得數(shù)即乙丙邊。
又嘗謂泰西杜德美之割圜九術(shù),理精法妙,其原本于三角堆,董方立定四術(shù)以明之,為卓見。惟求倍分弧,有奇無偶,徐有壬補之,庶幾詳備。名達嘗玩三角堆,嘆其數(shù)一遞加,而理法象數(shù),包蘊無窮,夫方圜之率不相通,通方圜者必以尖,句股,尖象也;三角堆,尖數(shù)也。古法用半徑屢求句股得圜周,不勝其繁。杜氏則以三角堆御連比例諸率,而弧弦可以互通,割圜術(shù)蔑以加矣。然以此制八線全表,每求一數(shù),必乘除兩次,所用弧線,位多而乘不便,董、徐二氏大、小弧相求法亦然。向思別立簡易法,因從三角堆整數(shù)中推出零數(shù),但用半徑,即可任求幾度分秒之正馀弦,不煩取資于弧線及他弧弦矢。且每一乘除,便得一數(shù),似可為制表之一助。
又著象數(shù)原始一書,未竟,疾革時,囑戴煦。后煦索稿於名達子錦標(biāo),校算增訂六閱月而稿始定,都為七卷。原書之四,僅六紙,并第七卷皆煦所補也。卷一曰整分起度弦矢率論,卷二曰半分起度弦矢率論,卷三、卷四曰零分起度弦矢率論,皆以兩等邊三角形明其象,遞加法定其數(shù),末乃申論其算法。卷五曰諸術(shù)通詮,取新立弧弦矢求他弧弦矢二術(shù)、半徑求弦矢二術(shù)及杜、董諸術(shù),按術(shù)詮釋之。卷六曰諸術(shù)明變,雜列所定弦矢求八線術(shù),開諸乘方捷術(shù),算律管新術(shù),橢員求周術(shù),以明皆從遞加數(shù)轉(zhuǎn)變而得。卷七曰橢員求周圖解,原術(shù)以袤為徑,求大員周及周較,相減而得周,補術(shù)則以廣為徑,求小員周,周較相加而得周,末系以圖解。徐有壬巡撫江蘇省,郵書索煦寫定本梓行,刻甫就而有壬殉難,書與板皆毀焉。
有王大有者,字尹吉甫,仁和諸生。翰林院待詔。窮究天算,問業(yè)於處士戴煦。凡煦所著述,皆錄副本去,名達見之,因與煦訂交。大有嘗校割圜捷術(shù)合編。后殉於杭州市。
參考資料 >