当 时 , 天 下 的 田 地 面 积 要 进 行 普 查 测 量 , 就 联 系 到 计 算田 亩 的 问 题 。 对 于 三 角 形 面 积 , 历 来 的 传 统 方 法 是 按 照 《 九章 算 术 》 的 “ 圭 田 求 积 ” 的 公 式 计 算 , 这 公 式 就 是 人 们 熟 知 的“ 底 乘 高 的 一 半 ”。在 《 九 章 算 术 》 问 世 前 几 百 年 , 早 已 经 传 有 “ 过 直 线 外 一点 作 该 线 垂 线 ” 的 技 术 , 确 定 三 角 形 某 边 的 高 是 不 成 问 题的 。 但 是 , 在 实 践 中 逐 渐 发 现 “ 圭 田 求 积 ” 公 式 的 局 限 性 : 测量 “ 高 ” 的 操 作 过 程 繁 琐 , 又 容 易 出 现 较 大 误 差 ; 还 有 某 种 困难 条 件 , 譬 如 说 , 这 块 土 地 上 有 障 碍 物 ( 树 、 土 堆 、 水 坑 等 ) 无法 作 出 垂 线 , 就 不 能 得 到 三 角 形 面 积 。在 与 进 京 的 地 方 官 接 触 时 , 秦 九 韶 不 止 一 次 地 听 到 基层 人 员 诉 说 的 苦 衷 , 于 是 他 想 , 如 果 避 开 作 垂 线 的 工 序 , 径用 三 角 形 的 三 边 长 度 计 算 , 那 就 方 便 多 了 。 秦 九 韶 根 据 “ 三角 形 的 三 边 长 度 一 旦 确 定 , 三 角 形 本 身 也 就 确 定 ” 这 样 一 个原 理 , 经 过 悉 心 研 究 , 终 于 推 导 成 一 个 用 三 边 表 示 的 三 角 形面 积 计 算 公 式 , 写 进 《 数 书 九 章 》 的 第 三 章 中 。 他 拟 了 一 道著 名 的 《 沙 田 求 积 》 题 , 全 文 如 下 :“ 问 沙 田 一 段 , 其 小 斜 一 十 三 里 , 中 斜 一 十 四 里 , 大 斜 一十 五 里 。 里 法 三 百 步 。 欲 知 为 田 几 何 ?”秦 九 韶 将 三 角 形 的 三 边 分 别 称 为 小 斜 、 中 斜 和 大 斜 , 绘一 幅 图 ( 见 图 28); 说 明 1 里 等 于 300 步 , 求 得 答 案 为 “ 田 积三 百 一 十 五 顷 ”(1 顷 =100 亩 ,1 亩 =240 平 方 步 )。秦 九 韶 推 导 的 “ 三 斜 求 积 ” 公 式 后 来 被 称 为 “ 秦 九 韶 公80
式 ”, 以 现 代 数 学 符 号 表 示 :S 为 面 积 ,a、b、C 为 三 边 ,就 是以 a、b、c 取 值 为 13、14、15( 不 一 定 按 大 、 中 、 小 的 顺序 ), 代 入 公 式 即 得 S=84。图 28的 海 伦 公 式 比 较 , 形 式 上 不 如 后 者 优 美 , 但 在 某 些 应 用 范围 , 却 表 现 出 解 题 能 力 的 独 特 性 。19 世 纪 美 国 数 学 游 戏 大师 洛 伊 德 (1841—1911) 在 一 篇 《 湖 泊 的 难 题 》 文 中 写 道 :“…… 莱 克 坞 拍 卖 市 场 正 在 拍 卖 一 块 土 地 , 可 是 由 于 在 交 易中 出 现 了 一个 不 寻 常 的难 题 , 使 我空 手 而 归 。…… 这 是 有三 块 正 方 形的 田 地 , 中 间还 有 一 个 三角 形 的 内 湖( 图 29, 图 中81图 29
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十 大 数 学 家
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知 识 ”、“ 科 技 发 展
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前言《 十 大 科 学 家 丛
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目录欧 几 里 得 —— 数
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德 里 安 悲 剧 的 背 后 …
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今 天 竟 误 闯 到 里 面 来
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了 。首 先 , 他 对 同 余
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名 垂 千 秋1807 年 , 高 斯
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他 所 希 望 的 形 式 的 作
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希 尔 伯 特 —— 引 导 数
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背 面 的 评 语 栏 上 写 道
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为 你 的 研 究 方 向 , 你
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在 新 课 开 始 前 扼 要 回
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到 新 世 纪 刚 刚 出 现 ,
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页 。诺 德 的 父 亲 是 “
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赴 波 伦 亚 出 席 会 议 。