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史话方程

2016-12-01

初中生世界·七年级 2016年11期
关键词:解方程方程历史

同学们,我们已经了解了许多有关方程的历史、故事.显然,如果我们把遇到的实际问题转化为方程的问题,那么只要求出方程的解,就能够解释、验证实际问题.

怎样求出一元一次方程的解呢?同学们一定会说:不就是将一元一次方程最终变成“x=a”(a为常数)的形式嘛!非常正确,这样就好像“把x变成了‘孤家寡人”.下面,让我们一起来了解与之相关的历史故事吧.

方程,是代数学重要的研究对象之一.直到19世纪前半叶,代数学的全部意义还被理解为关于方程的理论.中文的“代数学”一词,来自拉丁文“algebra”,它是从阿拉伯文变来的,最初出自阿拉伯数学家花拉子米大约在813—833年间的著作,那是一本专门讨论解方程的规则的书.时至今日,代数学的内容已经远远不止方程的理论,其研究对象发生了根本的变化,研究方法更加抽象,应用范围也不断拓广.然而, 这些变化还是以解方程为契机而产生的.比如,抽象代数学的基本概念“群”,就是研究5次和5次以上多项式方程是否有求根公式的直接产物.而对于简单方程的求解方法,早在远古时代,人们就已经掌握了.

方程,可以理解为“含有未知数的等式”;解方程,就是按照一定的规则求出其中未知数的值的过程.事实上,古代的数学是不分科的,它统一于各种源于实践的广泛的应用问题之中,连算术、几何、代数这样的分类,都是很晚的事.因此,我们在谈论解方程的发展历史时,对于数学符号被广泛采用之前的数学问题,只能从中归纳出具有解方程特征的问题,把它们作为解方程的历史发展痕迹,也视为解方程的历史发展的源泉.

古埃及人用算术方法解决一些简单的类似方程的问题.他们常常把未知数说成“堆”,莱因特纸草书中有一个关于“堆算”的特殊的篇章,涉及类似用一元一次方程来解答的问题.

阿拉伯数学家花拉子米在公元825年左右完成了一本著名的著作——《代数学》,该书在第一部分讨论了多种类型的一元一次方程的解法,其最基本的方法就是“对消”与“还原”两种变换.其实,《代数学》这本书的阿拉伯文书名就是由“对消”与“还原”两词组合而成的,可见“对消”与“还原”两种基本变换在解方程过程中的重要性.“对消”,即将方程中各项成对消除,在现代解方程中称为“合并同类项”;“还原”,即将方程转化为左边各项都含有未知数,右边各项都不含有未知数的形式,相当于现代解方程中的“移项”.

我国是最早研究方程的国家,前面提到的《九章算术》第八章“方程”里就多次涉及方程在生活中的应用问题,有一个经典问题:“五只雀、六只燕,共重一斤(古时一斤等于十六两),雀重燕轻.互换其中一只,恰好一样重.问:每只雀、燕的重量各为多少?”这个问题至今仍然被我们拿来讨论、研究,感兴趣的同学可以尝试一下,看自己能不能独立解答出来.这一部分“方程的应用”并不是一人写成的,它是古人在生活中长期研究、归纳的结果,是通过多人之手逐次整理、修改、补充而成的集体创作结晶.可见,方程来源于生活,应用于生活,它是中华民族共同的智慧结晶.

(摘自《初中数学读本》)

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