第三,李冶完整解决了分式方程问题,他已懂得用方程两边同乘一个整 式的方法化分式方程为整式方程。~咸·鱼^墈*书?蛧~ ·嶵_欣^漳^踕,埂`新?快,
第四,李冶已懂得用纯代数方法降低方程次数。当方程各项含有公因子
n x(n为正整数)时,李冶便令次数最低的项为实,其他各项均降低这一次
n 数。这一作法相当于用x去除方程各项。
李冶在《测圆海镜》中,采用了从0至9的完整数码。除0以外的9个 数码古已有之,是筹式的反映。但筹式中遇0空位,没有符号0。李冶《测 圆海镜》与秦九韶《数书九章》是最早使用0的两本算书。
秦九韶(1202—1261),字道古,普州安岳(今四川安岳)人。公元1247 年9月,完成数学名著《数书九章》。
李冶的《测圆海镜》比秦九韶的《数书九章》成书的时间相差不过一年。
李冶还发明了负号和一套相当简明的小数记法。
李冶的负号与现在不同。是画在数字上的一条斜线,通常画在最后一位 有效数字上,如-175记作 ,-360记作
在国外,德国人于15世纪才首先引入负号。+q′s¢b^x\s?.?c,o\m¨
在李冶之前,小数记法离不开数名,如7.59875尺记作七尺五寸九分八 厘七毫五丝。
李冶则取消数名,完全用数码表示小数,纯小数于个处写0,带小数于 个位数下写步,如 0.25记作○=|||||, 5.76记作 这种记法在当 时算是最先进的。
西方在16世纪,小数记法还很笨拙。例如比利时数学家S·斯蒂文在1585 年发表的著作中,把每位小数都写上位数,加上圆圈,如 27.847写作 278 ①4②7③,这种记法显然不如李冶的记法简便。直到17世纪,英国数学家J·纳 普尔 (1550—1617)发明小数点后,小数才有了更好的记法。
李冶由于掌握了一套完整的数字符号及性质符号,他的方程已能用符号 表示,从而改变了用文字描述方程的旧面貌。但这时仍缺少运算符号,尤其 是缺少等号。这样的代数,可称为“半符号代数”,它是近代符号代数的前 身。/叁·叶_屋¨ ,罪,辛`璋.结*庚*欣!哙`大约300年后,类似的半符号代数也在欧洲产生了。
《测圆海镜》不仅是我国现存最早的一部天元术著作,而且在体例上也 有创新。全书本上是一个演绎体系,卷一包含了解题所需的定义、定理、公 式,后面各卷问题的解法均可在此基础上以天元术的方法推导出来。李冶以 前的算术,一般采取问题集的形式,各章 (卷)内容大体上平列。李冶以演 绎法著书,这是中国数学史上的一个进步。
四、会见忽必烈
李冶《测圆海镜》的成书标志着天元术成熟,对后世具有深远的影响。
元代的王恂(1235—1281)、郭守敬(1231—1316),在编《授时历》 的过程中,曾用天元术求周天弧度。不久,沙克什用天元术解决水利工程中 的问题,收到了良好效果。
元代数学家朱世杰(公元13—14世纪)说:
“以天元演之,明源活法,省功数倍。”
清代阮元 (1764—1849)说:
“立天元者,自古算家之秘术;而海镜者,中土数学之宝书也。”
李冶写成《测圆海镜》以后,到太原住了一个时期,藩府官员曾请他出 仕,但他谢绝了。后来,他又流落到平定。平定侯聂珪很尊重他,把他接到 自己的帅府来住。他却“私心眷眷于旧游之地”,怀念着少年求学时的元氏。
公元1251年,李冶的经济情况已经好转,他终于结束了在山西的避难生 活,回元氏定居。他在封龙山下买了一点田产,以维持生活,并开始收徒讲 学,从事数学教育活动。
李冶的学生越来越多,家里逐渐容纳不下了,于是师生共同努力,在北 宋李昉 (925—996)读书堂故基上建起了封龙书院。
李冶在书院不仅讲数学,也讲文学和其他知识。他呕心沥血,培养出大 批人才,并常在工作之余与好友元好问、张德辉 (山西交城人)一起游封龙 山,被人们称“龙山三老”。
在蒙古军队攻金过程中,中原地区的社会经济遭到严重破坏。由于