卷二
分粜推原
原文
问:有上农〔1〕三人,力田〔2〕所收之米,系用足斗均分,各往他处出粜〔3〕。甲粜与本郡官场,余三斗二升。乙粜与安吉乡民,余七斗。丙粜与平江揽户〔4〕,余三斗。欲知共米及三人所分各粜石数几何。
答曰:共米,七百三十八石。三人分米,各二百四十六石。
甲粜官斛〔5〕,二百九十六石。乙粜安吉斛,二百二十三石。丙粜平江斛,一百八十二石。
注释
〔1〕上农:种植条件好、收成好的农民。
〔2〕力田:努力务农。
〔3〕粜:卖出粮食。
〔4〕揽户:承揽他人税赋输纳并从中取利者,往往兼营粮食买卖、放贷等业务。
〔5〕斛:量器,南宋末年将其容量从十斗改为五斗。但不同朝代、地区,官方和民间又各有不同的标准。
译文
问:有三名农民,耕田收获的稻米,用标准的斗平均分配,各自去不同的地方贩卖。甲卖给本郡的官方,剩下3斗2升。乙卖给安吉乡的人,剩下7斗。丙卖给平江的揽户,剩下3斗。求解共收米多少石,以及三人各自分到和卖出的米有多少石。
答:共收米738石,三人各分到米246石。
甲卖给官家296石,乙卖给安吉223石,丙卖给平江182石。
原文
术曰:
以大衍求之。置官场斛率、安吉乡斛率、平江市斛率。官私共知者,官斛八斗三升,安吉乡斛一石一斗,平江市斛一石三斗五升。为元数。
求总等,不约一位,约众位。连环求等,约奇不约偶。或犹有类数存者,又求等,约彼必复乘此。各得定母,相乘为衍母,互乘为衍数。满定,去之,得奇。大衍求一,得乘率,乘衍数为用数。以各余米乘用,并之,为总。满衍母,去之,不满,为所分。以元人数乘之,为共米。
译文
本题计算方法:
用大衍术去计算。先确定官方、安吉乡、平江市的斛容量。官方和民间都知道,官斛容量是8斗3升,安吉乡斛1石1斗,平江斛1石3斗5升。将其换算成元数。
求出总等,保留一个数不约,去约其他各数。进行连环求等,约奇数不约偶数。如果仍然有公约数存在,就再次求等,约其中一个就要乘另一个。这样得到各个定母,相乘得到衍母,互乘得到衍数。用定数除衍数,得到奇数。用大衍求一术得到乘率,用乘率乘衍数得到用数。用各人剩下的米量乘用数,将得数相加,得到总数。用衍母去除总数,余数就是每个人分到的米量。再用人数去乘,得到总共的米量。
译解
元数:83、110、135。
连环求等化约,得到定数:83、110、27。
衍母=83×110×27=246510。
衍数:246510÷83=2970,246510÷110=2241,246510÷27=9130。
奇数:2970 mod 83=65,2241 mod 110=41,9130 mod 27=4。
乘率:23、51、7。
用数:2970×23=68310,2241×51=114291,9130×7=63910。
总数:32×68310+70×114291+30×63910=12103590。
每人米量=12103590 mod 246510=24600(升)。
原文
草曰:
置文思院〔1〕官斛八十三升,安吉州乡斛一百一十升,平江府市斛一百三十五升,各为其斛元率。
先以三率求总等,得一,不约。次以连环求等,其安吉率一百一十,与平江率一百三十五,求等得五,以约平江率,得二十七。余皆求等,得一,不约。各得定数。
以定数相乘,得二十四万六千五百一十,为衍母。各以元率约之,得二千九百七十为官斛衍数,得二千二百四十一为安吉斛衍数,得九千一百三十为平江斛衍数。
次以定母满去衍数,得不满六十五,为官斛奇。不满四十一,为安吉奇数。不满四,为平江奇数。
定母、奇数,各以大衍入之,求得乘数。得二十三为官斛乘率,得五十一为安吉乘率,得七为平江乘率。
以乘率各乘寄左行衍数,得六万八千三百一十为官斛用数,得一十一万四千二百九十一为安吉用数,得六万三千九百一十为平江用数。
次以甲余三十二升,乘官斛用数六万八千三百一十,得二百一十八万五千九百二十升于上。次以乙余七十升,乘安吉用数一十一万四千二百九十一,得八百万三百七十升于中。次以丙余三十升,乘平江用数六万三千九百一十,得一百九十一万七千三百于下。各为总,并之,得一千二百一十万三千五百九十升,为总数。满衍母二十四万六千五百一十升,去之。不满二万四千六百升,为所求率。展为二百四十六石,为三人各分米,以兄弟三人因之,得七百三十八石为共米。置分米二百四十六石,各以官斛八斗三升,安吉斛一石一斗,平江斛一石三斗五升。约之,甲得二百九十六石,余三斗二升;乙得二百二十三石,余七斗;丙得一百八十二石,余三斗。各为粜过及余米。合问。
注释
〔1〕文思院:南宋政府机构,负责颁发量器并制定标准。
译文
本题演算过程如下:
设文思院颁发的官斛容量是83升,安吉州的乡斛110升,平江府的市斛135升,各自作为元数。先将这三个元数求公约数,得到1,不约。再进行连环求等,用安吉数110和平江数135求公约数得到5,用它约平江数得27。其他数也这样求等,都得到1,不约。这样就得到了各个定数。
用定数相乘,得246510,是衍母。用各个元数去约衍母,得到官斛衍数2970,安吉斛衍数2241,平江斛衍数9130。
再用各定数除衍数,得到官斛余数65,安吉斛余数41,平江斛余数4,都作为奇数。对于定数、奇数,用大衍求一术计算,得到官斛乘率23,安吉斛乘率51,平江斛乘率7。
用乘率去乘左列的各个衍数,得到官斛用数68310,安吉斛用数114291,平江斛用数63910。
再用甲剩余的32升乘官斛用数68310,得到第一个各总2185920。再用乙剩余的70升乘安吉斛用数114291,得到第二个各总8000370。再用丙剩余的30升乘平江斛用数63910,得到第三个各总1917300。这些各总相加,得到总数12103590。用衍母246510去除总数,余数24600,就是所求之数。换算为246石,就是三个人各自分到的米量。用人数3去乘,得到总米数738石。用各自的米量246石,按照官斛8斗3升、安吉斛1石1斗、平江斛1石3斗5升分别换算,得到:甲296石,余3斗2升;乙223石,余7斗;丙182石,余3斗。这就是每个人卖出的和剩余的米量。这样就解答了问题。
术解
总米量=24600×3=73800(斗)。
甲卖出米量=24600÷83≈296.39(石);
乙卖出米量=24600÷110≈223.64(石);
丙卖出米量=24600÷135≈182.22(石)。
程行计地
原文
问:军师〔1〕获捷〔2〕,当早〔3〕点差〔4〕急足〔5〕三名,往都下〔6〕节节走〔7〕报。其甲于前数日申末〔8〕到,乙后数日未正到,丙于今日辰末到。据供甲日行三百里,乙日行二百四十里,丙日行一百八十里。问自军前至都里数,及三人各行日数,几何。
答曰:军前至都,三千三百里。甲行一十一日,乙行一十三日四时半,丙行一十八日二时。
注释
〔1〕军师:军队。
〔2〕获捷:得胜,打胜仗。
〔3〕早:早晨,这里指卯时,即5时。
〔4〕点差:指派,差遣。
〔5〕急足:负责传信的士兵。
〔6〕都下:京都,都城。
〔7〕走:跑,急行。
〔8〕申末:古代将一天分为12个时辰,用地支计时。申末相当于17时。后文“正末”“辰末”以此类推。
译文
问:有一支军队打了胜仗,当天早上差遣三名传信兵,迅速去京城一程程报捷。其中,甲在前几天的下午5时到达,乙在晚几天的下午2时到达,丙今天上午9时到达。已知甲每天前进300里,乙240里,丙180里。求从前线到都城距离是多少里,以及三个人各自行进了多少天。
答:从前线到都城有3300里。甲行进11日,乙行进13日4.5时辰,丙行进18日2时辰。
原文
术曰:
以大衍求之。置各行里,先求总等,存一,约众,得元里。次以连环求等,约奇复乘偶,得定母。以定相乘,为衍母。满定,除衍,得衍数。满定,去衍数,得奇。奇、定,大衍,得乘率,以乘衍数,得用数。
次置辰刻正末〔1〕,乘各行里,为实。以昼六时约之,得余里,各乘用数,并为总。满衍母,去,得所求至都里。以各日行约之得日辰刻数。
注释
〔1〕辰刻正末:泛指每人从出发至到达经过的时间中不足一天的时长。
译文
本题计算方法如下:
用大衍术计算。确定每个人每天行进的距离,先求出公约数,保留一位,约其他两数,得到元数。再进行连环求等,约奇数不约偶数,得到定数。用定数相乘,得到衍母。衍母大于定数,用定数除衍母,得到衍数。用定数除衍数,得到奇数。利用奇数和定数,使用大衍求一术,得到乘率,用乘率去乘衍数,得到用数。
然后求出每人从出发至到达所经过的时间中不足一天的时长,乘各自每日行进的距离,作为被除数。用白天的时辰数6去除,得到三人各自行进不足一天时的距离,乘用数,结果相加作为总数。用衍母除总数,得到的余数就是所求的前线至都城的距离。用各自每天行进的里数去除,就得到各自行进的时间了。
译解
原行进距离:300、240、180。公约数:60。
保留第一位,约为:300、4、3。
连环求等、复乘求定,得到定数:25、16、9。
衍母=25×16×9=3600。
衍数:16×9=144,25×9=225,25×16=400。
奇数:144 mod 25=19,225 mod 16=1,400 mod 9=4。
乘率:4、1、7。
用数:4×144=576,1×225=225,7×400=2800。
原文
草曰:
置甲三百里,乙二百四十里,丙一百八十里。先求总等,得六十。只存甲三百,勿约。乃约乙二百四十,得四。次约丙一百八十,得三。各为元数,连环求等。
先以丙乙求等,得一,不约。次以丙甲求等,得三。于术约奇不约偶。盖以等三约,三因得一,为奇,虑无衍数。乃使径先约甲三百,为一百。复以等三乘丙三,为九。既丙九为奇,甲百为偶,此即是约奇弗约偶。次以乙四与甲百求等,得四,以四约一百,得二十五,为甲。复以四乘乙四,得一十六,为乙。各为定母。
以定母相乘,得三千六百,为衍母。以各定约衍母,为衍数。甲得一百四十四,乙得二百二十五,丙得四百。
衍数各满定母,去之。不满,为奇数〔1〕。甲得一十九,乙得一,丙得四。
以各奇数与定母,用大衍入之,各得乘数。甲得四,乙得一,丙得七,各为乘率列右行。
以乘率对乘寄左行衍数,甲得五百七十六,乙得二百二十五,丙得二千八百,各为用数。
次置甲申末到者,其酉初为夜。此是甲以全日到,为无余里。次置乙于未正到,乃于卯时数至未正,得四个半辰。以四半乘乙行二百四十里,得一千八十,为实。以昼六时约之,得一百八十里,为乙行不及全日之余里。次置丙辰于末到,自卯初数至辰末,得二时,以因丙行一百八十里,得三百六十里,为实。以六时除之,得六十里,为丙行不及全日之余里。
以乙余一百八十,乘乙用二百二十五,得四万五百于中。以丙余六十,乘丙用二千八百,得十六万八千。加中,共得二十万八千五百,为总。满衍母三千六百,去之。不满三千三百里,为军前至都里。以甲三百除之,得一十一日。以乙二百四十除之,得一十三日四时半。以丙一百八十除之,得一十八日二时。合问。
注释
〔1〕奇数:这里指的是余数。与上文求定母过程中的“奇”不同。
译文
本题演算过程如下:
已知甲每天行进300里,乙240里,丙180里。先求它们的公约数,得到60。只保留甲300不约,去约乙得到4,再约丙得到3。以这些作为元数,进行连环求等。先用丙和乙求等,得到1,不约。再用丙和甲求等,得到3。根据计算方法,应当约奇数不约偶数。因为如果用3去约的话,三个元数都化成1,都是奇数,这样就担心没有衍数了。于是直接先去约甲,得到100。再用公约数3去乘丙,得到9。现在丙9是奇数,甲100是偶数,这就是约奇数不约偶数了。然后用乙4和甲100求等,得到4,用4约100得到25,就是甲。再用4乘乙,得到16,作为乙。这些就是定数。
用各定数相乘,得到3600,作为衍母。用各定数去除衍母,得到衍数。甲的衍数是144,乙225,丙400。用定数除衍数,余数就是奇数。甲的奇数是19,乙1,丙4。对各个奇数和定数,使用大衍求一术计算,得到各自的乘数。甲的乘数是4,乙1,丙7,都作为乘率写在右列。用乘率去乘左列对应的衍数,甲得到576,乙225,丙2800,都是用数。
□地支图
地支是把旋转着的地球空间等分成十二个固定区位,依次命名为子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。
然后考虑,甲是申时末到达,而酉时初才是傍晚,所以甲是一天之内到达的,视为没有余数。再来计算乙的时间,未时正到达,从出发的卯时起计算,是4.5个时辰。用4.5乘乙每天行进的240里,得到1080,作为被除数。用白天的时辰数6去除,得到180里,这就是乙不足一天时行进的距离。然后计算丙,辰时末到达,从卯时算起是2个时辰,乘丙每天行进的180里,得到360里,作为被除数。用6个时辰去除,得到60里,是丙行进不足一天时的距离。
用乙的余数180,乘乙的用数225,得到40500,写在中间位置。用丙的余数60,乘丙的用数2800,得到168000。和中间乙的得数相加,得到208500,是总数。用衍母3600去除总数,余数3300就是前线到都城的距离里数。用甲每天的行进距离300去除,得到11天。用乙每天240里去除,得到13天4.5时辰。用丙每天180里去除,得到18天2时辰。这样就解决了问题。
术解
时间差:甲=0(时辰),乙=4.5(时辰),丙=2(时辰)。
余数:甲=0(里),乙=4.5÷6×240=180(里),丙=2÷6×180=60(里)。
各总:
甲:0×576=0;
乙:180×225=40500;
丙:60×2800=168000。
总数=0+40500+168000=208500。
总距离=208500 mod 3600=3300(里)。
行进时间:
甲=3300÷300=11(天);
乙=3300÷240=13.75(天);
丙=3300÷180=18.33(天)。
程行相及
原文
问:有急足三名。甲日行三百里,乙日行二百五十里,丙日行二百里。先差丙往他处下〔1〕文字〔2〕。既〔3〕两日,又有文字遣乙追付〔4〕。已半日,复有文字续令甲赶付乙。三人偶不相及〔5〕。乃同时〔6〕俱至彼所。先欲知乙果〔7〕及丙、甲果及乙得日并里。次欲知彼处去此里数各几何。
答曰:乙果追及丙,八日,行二千里。
甲果追及乙,二日半,行七百五十里。
彼处去此,三千里。
注释
〔1〕下:下达。
〔2〕文字:文书,公文。
〔3〕既:已经。
〔4〕付:给,予。
〔5〕偶不相及:两两不同行。
〔6〕同时:这里指不同日期的同一时刻。
〔7〕果:终于,到底。
译文
问:有三个传令员,甲每天行进300里,乙250里,丙200里。先派丙去某地传递文书。过了两天,又有文书派乙去追丙交付。过了半天,又有文书需要追加,再命令甲赶去交付乙。三个人互相追赶上之后并不同行,最终达到目的地的时间恰好都和他们出发的时刻相同。先求最终乙追上丙用了多少天、走了多少里,甲追上乙用了多少天、走了多少里。再求出发地到目的地的距离。
□记里鼓车
记里鼓车,又称记里车、大章车,是中国古代用来记录车辆行过距离的马车,构造与指南车相似,分上下两层,每层各有手执木槌的木人一名。下层木人打鼓,车每行一里路,打鼓一下;上层木人敲铃,车每行十里,敲铃一次。记里鼓车配有减速齿轮系统,其最末一只齿轮轴在车行一里时,中平轮正好回转一周。今日汽车中的里程表,每行驶一公里便转动一个数码,其原理与此相似。
答:乙最终追上丙用了8天,走了2000里。
甲最终追上乙用了2.5天,走了750里。出发地距离目的地共3000里。
原文
术曰:
以均输〔1〕求之,大衍入之。置乙已去日数,乘乙行里,为实。以甲、乙行里差,为法,除之,得甲及乙日数辰刻,以乘甲行,得里。次置丙既去日,乘丙行里,为实。以丙、乙行里差,为法,除之,得乙及丙日数,以乘乙行,得里。
然后置三人日行,求总等,约得元数。以连环求等,约得定母。以定相乘,得衍母。各定约衍,得衍数。满定,去衍,得奇。奇、定,大衍,得乘率。以乘寄衍,得用数。
视甲及乙里,为乙率。见乙及丙里,为丙率。以乙日行满去乙率,不满,为乙余。以丙日行满去丙率,不满,为丙余。以二余各乘本用,并之,为总。满衍去之,不满,为彼去此里。
注释
〔1〕均输:按比例分配的方法。
译文
本题计算方法如下:
用均输法和大衍术计算求解。用乙领先甲出发的天数,乘乙每天的行进距离,得数作为被除数。用甲、乙每天行进的距离差作为除数去除,得到甲追上乙的时间,用它乘甲每天行进的距离,得到甲的行进距离。再用丙领先乙出发的天数,乘丙每天的行进距离,得数作为被除数。用丙和乙每天行进的距离差作为除数去除,得到乙追上丙的天数,再用它乘乙每天行进的距离,得到乙的行进距离。
然后用三个人各自每天行进的距离求公约数,再化约得到元数。进行连环求等,化约之后得到定数。用定数相乘,得到衍母。用各个定数去约衍母,得到衍数。用定数去除衍数,得到奇数。对奇数、定数,使用大衍求一术,得到乘率。用乘率乘对应的衍数,得到用数。
将甲追上乙时甲所走过的距离称作乙的率数,乙追上丙时乙所走过的距离称作丙的率数。用乙每天行进的距离除乙的率数,得到乙的余数。用丙每天行进的距离除丙的率数,得到丙的余数。用两个余数乘各自的用数,得数相加作为总数。用衍母除总数,余数就是出发地到目的地的距离。
译解
《九章算术》对“均输术”有详细介绍,是一种按照各个项目的比例去分配相应数额的计算方法。
甲追上乙时的行进距离:
0.5×250÷(300-250)×300=750(里)。
乙追上丙时的行进距离:
2×200÷(250-200)×250=2000(里)。
原文
草曰:
置乙已去半日,乘乙日行二百五十里,得一百二十五里,为实。次置甲日行三百里,减乙行二百五十里,余五十里,为差法。除实,得二日五十刻,为甲果及乙数。以乘甲行三百里,得七百五十,为甲及乙里数。次置丙既行二日,乘丙日行二百里,得四百里,为实。次置乙行二百五十里,减丙行二百里,余五十里,为差法。除实,得八日,为乙及丙日数。以乘乙行二百五十里,得二千里,为乙行及丙之里数。已上为先欲知果及数。
次列甲、乙、丙三名日行,求总等,得五十。先约甲、丙,存乙,得甲六,乙二百五十,丙四。
以甲六丙四,求等,得二。以二约甲,为三。复以二因丙,为八。次将乙二百五十,与丙八相约,得二。乃约乙为一百二十五。复以二因丙,为十六。定得甲三,乙一百二十五,丙十六,为定母。
以定相乘,得六千,为衍母。以各定约衍母,得衍数。甲得二千,乙得四十八,丙得三百七十五。求奇数。
左上二千,以甲三去之,奇二。左中四十八,即为乙奇。左下三百七十五,以丙十六去之,奇七。
各以大衍,求得甲二,乙一百一十二,丙七,各为乘率。
以乘率对乘衍数,甲得四千,乙得五千三百七十六,丙得二千六百二十五,为泛用数。
并三泛,得一万二千〇〇一。乃多衍母一倍,当半衍母六千,得三千。以消甲四千,余一千。又消乙五千三百七十六,余二千三百七十六。丙不消。各为定用数。
既得用数,次视前草中甲及乙七百五十里,为乙率;乙及丙二千里,为丙率。各满乙丙日行里,去之。
今乙、丙二人所行,各皆适满。去之,无余。虽称同时俱至,乃各系〔1〕全日所行。便以乙、丙二人约六千里,得三千里,为彼去此里数。合问。
注释
〔1〕系:判断词,是、为。
译文
本题演算过程如下:
用乙领先甲出发的0.5天,乘乙每天距离250里,得到125里,作为被除数。然后用甲每天距离300里,减去乙250里,得到的差50里作为除数,除125里,得到2.5天,就是甲追上乙所用的时间。用它乘甲每天行进的距离300里,得到750里,是甲追上乙时的行进距离。再用丙领先乙出发的2天,乘丙每天行进的距离200里,得到400里,作为被除数。然后用乙每天行进的距离250里,减去丙200里,得到差50里,以此作为除数,除400里,得到8天,就是乙追上丙所用的时间。用它乘乙每天行进的距离250里,得到2000里,这就是乙追上丙时的行进距离。以上就是题目首先要求的相互追及时的时间和距离。
然后用三人各自每天行进的距离,求出公约数,得到50。先约甲和丙,保留乙,得到甲6、乙250、丙4。用甲和丙求公约数,得到2。用2约甲,得3。再用2乘丙,得8。然后用乙250和丙8求公约数,得到2。于是将乙约成125,再用2乘丙,得到16。求定数得到甲3、乙125、丙16,作为定母。用各定母相乘,得到6000,作为衍母。用各个定数去除衍母,得到衍数:甲2000、乙48、丙375。然后求它们的奇数。
甲的衍数2000,用甲定数2去除,余奇数2。乙的衍数48,就是乙的奇数。丙的衍数375,用丙的定数16去除,余奇数7。各自使用大衍求一术,得到乘率:甲2、乙112、丙7。用乘率对乘各自的衍数,得到泛用数:甲4000、乙5376、丙2625。三个泛用数相加,得到12001。这个数比衍母多一倍,就把衍母6000化为一半,得到3000。用这个数除甲的泛用数4000,余数1000。用3000除乙的泛用数5376,余数2376。丙不除。这些就是各自的定用数。
得到用数之后,再将前面的演算过程中所得到的甲追及乙时的行进距离750里作为乙的率数,将乙追及丙时的行进距离2000里作为丙的率数。用乙、丙各自每天的行进距离去除。
现在乙、丙两人所行进的路程,都恰好是每天行进距离的整数倍,除过后没有余数。虽然说是同一时刻到达,其实指的是每人的行进时间都是整数天。于是就用乙、丙的人数2去约衍母6000里,得到3000里,这就是到达目的地的距离。这样就解答了问题。
术解
问数:300、250、200。公约数为50。保留第二位,化约得6、250、4。
连环求等、复乘求定,得定数:3、125、16。
衍母:3×125×16=6000。
衍数:6000÷3=2000,6000÷125=48,6000÷16=375。
奇数:2000 mod 3=2,48 mod 125=48,375 mod 16=7。
乘率:2、112、7。
泛用数:2×2000=4000,112×48=5376,7×375=2625。
(4000+5376+2625)mod 6000=12001 mod 6000=1,商2。衍母=6000÷2=3000。
定用数:
甲:4000 mod 3000=1000;
乙:5376 mod 3000=2376;
丙:2625。
甲、乙、丙余数皆为0,因此各总和总数均为0。
距离=总数 mod 衍母=0 mod 3000=3000(里)。
(原文中,为了使“求余数”这一计算方法统一,因此0除以其他数字的余数就规定为“除数”。)
积尺寻源
原文
问:欲砌基一段,见管大、小方砖、六门、城砖四色。令匠取便,或平或侧。只用一色砖砌,须要适足〔1〕。匠以砖量地计料,称:用大方料,广多六寸,深少六寸;用小方料,广多二寸,深〔2〕少三寸;用城砖长,广多三寸,深少一寸;以阔,深少一寸,广多三寸;以厚,广多五分,深多一寸;用六门砖长,广多三寸,深多一寸;以阔,广多三寸,深多一寸;以厚,广多一寸,深多一寸;皆不匼匝〔3〕,未免修破转料裨〔4〕补。其四色砖,大方,方一尺三寸;小方,方一尺一寸;城砖,长一尺二寸,阔六寸,厚二寸五分;六门,长一尺,阔五寸,厚二寸。欲知基深、广几何。
答:深三丈七尺一寸,广一丈二尺三寸。
注释
〔1〕适足:充足适度,这里指完整。
〔2〕广、深:指矩形的宽边和长边。
〔3〕匼匝:周围环绕。
〔4〕裨:辅助。
□古人测井
古人常用绳子来测量井深。他们先将绳子绑在井外的木桩上,由一人牵引绳子进入井底。井外人照井中人的吩咐收放绳子。最后,以井底绳到井口绳之间的距离为井深。
译文
问:想要用砖砌一段地基,现在手里有四种砖:大方砖、小方砖、六门砖、城砖。让工匠随意取用,平放或者侧放,只能用同一种砖来砌,且必须使用整块砖。工匠用砖尺寸测量了地基,并计算所需原料,然后说:如果用大方砖,那么广度多了6寸,深度少了6寸;用小方砖,广度多2寸,深度少3寸;用城砖的长边计算,广度多3寸,深度少1寸;用城砖的宽边计算,深度少1寸,广度多3寸;用城砖的厚度计算,广度多5分,深度多1寸;用六门砖的长边,广度多3寸,深度多1寸;用六门砖的宽边,广度多3寸,深度多1寸;用六门砖的厚度,广度多1寸,深度多1寸;都不能正好合适,免不了要用碎砖料来填补。这四种砖:大方砖边长1尺3寸;小方砖边长1尺1寸;城砖,长1尺2寸,宽6寸,厚2寸5分;六门砖,长1尺,宽5寸,厚2寸。求地基的深、广各是多少。
答:深3丈7尺1寸,广1丈2尺3寸。
原文
术曰:
以大衍求之,置砖方长阔厚为元数,以小者为单,起一〔1〕。先求总等,存一位,约众位,列位多者,随意立号〔2〕。乃为元数。连环求等,约为定母。以定相乘为衍母,各定约衍母得衍数,满定,去之,得奇。奇、定,大衍,得乘率。以乘衍数,得用数。
次置广深多少数,多者乘用,少者减元数,余以乘用,并为总。满衍母,去之,不满得广深。
注释
〔1〕起一:换算成同一单位。
〔2〕立号:起代号,相当于现代数学中用x、y、z等来代替计算对象。
译文
本题计算方法如下:
用大衍术去求解,将砖的各条边长作为衍数,用最小的“分”作为单位,统一换算。先求公约数,保留一位数不约,去约其他各数。如果数字较多,可以随意给它们起代号。约后的结果作为元数。进行连环求等,再化约得到各个定数。用定数相乘得到衍母,用各个定数去除衍母得到衍数,用衍数除定数,得到奇数。对奇数、定数,使用大衍求一术,得到乘率。用乘率去乘衍数,得到用数。
然后处理用砖测量地基深、广所得到的多和少的数量,用多的数量乘用数;少的数量从元数中减去,余下的数量乘用数。再把结果加起来,得到深、广各自的总数。用衍母除总数,余数就是所求的深、广之数。
译解
本题有四种砖型,每种又有多个数据,需要将它们换算成统一的单位后,作为元数,依照大衍求一术来计算。这一过程中,为了处理简便,本题使用8种制造乐器的材料名称作为各项数据的代号,这也是数学符号意识的萌芽。
原文
草曰:
置四砖方长阔厚,系八数。城砖厚有分,为小者,皆通之为单。大方得一百三十分;小方得一百一十分;城砖长得一百二十分,阔得六十分,厚得二十五分;六门砖长得一百分,阔得五十分,厚得二十分。
锥行〔1〕置之右列,位稍多,砖名相互。今假〔2〕八音〔3〕为号位。先以最少者,自木二十,与革二十五,求等得五,乃反约木二十,为四。木四与土五十求等,得二,以约五十,为二十五。木四与匏六十求等,得四,约六十,为一十五。木四与竹百求等,得四,约一百,为二十五。木四与丝一百一十求等,得二,约一百一十,为五十五。木四与石一百二十求等,得四,反约木四,为一。以木一与金一百三十求等,得一,不约。为木与诸数求等,约讫,为一变。得数具图如后。
次以革二十五与土五十〔4〕求等,得二十五,约五十,为二。以革二十五与匏一十五求等,得五,约匏一十五,为三。以革二十五与竹二十五求等,得二十五,约竹二十五,为一。又以革二十五与丝五十五求等,得五,约丝五十五,得一十一。以革二十五与石一百二十求等,得五,约一百二十,为二十四。以革二十五与金一百三十求等,得五,约金一百三十,得二十六。革与诸数遍约讫,为二变,具图如后。
乃以土二与匏三、竹一、丝一十一求等,皆得一,不约。以土二与石二十四求等,得二,反约土二,得一。又以土一与金二十六求等,得一,不约。土与诸数约讫,为三变。具图如后。
乃以匏三与竹一、丝一十一求等,皆得一。又以匏三与石二十四求等,得三,约石二十四,为八。又匏三与金二十六求等,得一。匏与诸数约讫,以为四变。次以竹一与丝一十一、与石二十四、与金二十六求等,皆得一。竹与诸数约讫,为五变。次以丝一十一与石二十四、金二十六求等,皆得一,为六变。后以石二十四〔5〕与金二十六求等,得二,约金二十六,为一十三,至此七变。连环求等,约俱毕,得数为定母。列图如后。
注释
〔1〕锥行:排列成一头尖一头宽的形状。这里指将数字由大到小纵向排列。
〔2〕假:借。
〔3〕八音:古代指八种制造乐器的材料,包括金、石、丝、竹、匏、土、革、木。
〔4〕土五十:此处应为原文讹误,因“土”应当已经化约为25。图中和术解已修正。后文求等化约过程中还有类似之处。
〔5〕二十四:此处应为八。
译文
本题演算过程如下:
已知四种砖的长、宽、厚度,共8个数。城砖的厚度以“分”为最小的单位,于是将所有数量都换算为分。大方砖130分,小方砖110分,城砖长120分、宽60分、厚25分,六门砖长100分、宽50分、厚20分。
将这些项目和数字从大到小纵列起来,数字比较多,而且砖的名字也有重复,因此借用八音作为它们的代号。先从最小的数开始计算,用木20和革25,求得公约数5,然后反过来约木20,得到4。木4和土50再求公约数,得到2,用来约50,得25。木4和匏60求公约数,得到4,约60,得15。木4和竹100求公约数,得4,约100,得25。木4和丝110求公约数,得2,约110,得55。木4和竹石120求公约数,得4,反过来约木4,得1。用木1和金130求公约数,得1,不约。此处为木和其他各数求等,都化约之后,第一次变化就结束了。得数画图如下。(见图一)
再用革25和土50求公约数,得25,约50,得2。用革25和匏15求公约数,得5,约匏15,得3。用革25和竹25求公约数,得25,约竹25,得1。再用革25和丝55求公约数,得5,约丝55,得11。用革25和石120求公约数,得5,约120,得24。用革25和金130求等,得5,约金130,得26。这样革就和所有数都求等化约过了,这是第二次变化。结果画图如下。(见图二)
再用土2和匏3、竹1、丝11求公约数,都得到1,不约。用土2和石24求公约数,得2,反过来约土2,得1。再用土1和金26求公约数,得1,不约。土和其他各数求等化约结束,这是第三次变化。画图如下。(见图三)
再用匏3和竹1、丝11求公约数,都得1。再用匏3和石24求公约数,得3,约石24,得8。再用匏3和金26求公约数,得1。匏和其他各数求等化约结束,这是第4次变化。再用竹1和丝11、石24、金26求公约数,都得1。竹和其他各数求等化约结束,是第五次变化。再用丝11和石24、金26求等,都得1,这是第六次变化。最后用石24和金26求公约数,得2,约金26,得13,到这里已经是7次变化。这样连环求等就都化约完毕了,得数都是定母,画图如下。(见图四)
术解
图一
金 | 130 | 匏 | 15 |
石 | 120 | 土 | 25 |
丝 | 55 | 革 | 25 |
竹 | 25 | 木 | 1 |
图二
金 | 26 | 匏 | 3 |
石 | 24 | 土 | 2 |
丝 | 11 | 革 | 25 |
竹 | 1 | 木 | 1 |
图三
金 | 26 | 匏 | 3 |
石 | 24 | 土 | 1 |
丝 | 11 | 革 | 25 |
竹 | 1 | 木 | 1 |
图四
金 | 13 | 匏 | 3 |
石 | 8 | 土 | 1 |
丝 | 11 | 革 | 25 |
竹 | 1 | 木 | 1 |
原文
右定母列右行,以相乘,得八万五千八百,为衍母。以各定母约衍母,各得衍数。其竹、木、土定得一者,为无。
金定一十三,得衍数六千六百。石定八,得衍数一万七百二十五。丝定一十一,得衍数七千八百。竹定一,无衍数。匏定三,得衍数二万八千六百。土定一,无衍数。革定二十五,得衍数三千四百三十二。木定一,无衍数。各满定母,去之,得奇数。
金得奇九,石得奇五,丝得奇一,匏得奇一,革得奇七。其丝、匏得奇数一者,便以一为乘率。其金、石、革三处奇数,皆为本定母。用大衍求一入之,各得乘率,列右行。
金得三,石得五,丝得一,匏得一,革得一十八,各为乘率,对乘寄左行衍数,各得为用数。
凡诸用数同类者,数必多,可互借以补无者。先验革元数二十五,与木元数二十,为同类。求等,得五,以等五,约衍母八万五千八百,得一万七千一百六十。乃于革用数内减出以补木位,为木用。余四万四千六百一十六,为革用。次验竹元数一百,与土五十,为同类,以求等,得五十。以等五十约衍母八万五千八百,得一千七百一十六,亦于革用内各借与竹、土为用数。革止余四万一千一百八十四为用。得诸定用数。
右行定用,始列锥行假号,求得今照砖色,迁次列之。
既照砖次序,列用数于右行,乃验问题所谓:大方砖砌广多六寸;小方多二寸;城砖长多三寸,城砖阔多三寸,厚多五分;六门长多三寸,阔多三寸,厚多一寸。对本用列左行,各对乘之。具图如后。
两行乘毕,金得一百一十八万八千,丝得一十五万六千,石得一百六十万八千七百五十,匏得八十五万八千,革得二十万五千九百二十,竹得五万一千四百八十,土亦得五万一千四百八十,木得一十七万一千六百。乃并前八位数,共得四百二十九万一千二百三十分,为总。满衍母八万五千八百去之,不满一千二百三十分,约之为一丈二尺三寸,为基元广数。
译文
将定母都写在右列,相乘得到85800,作为衍母。用各定母约衍母,得到各自的衍数。竹、木、土的定数都是1,没有衍数。金定数13,衍数6600;石定数8,衍数10725;丝定数11,衍数7800;竹定数1,没有衍数;匏定数3,衍数28600;土定数1,没有衍数;革定数25,衍数3432;木定数1,没有衍数。各自用定数去除衍数,得到奇数:金奇数9,石5,丝1,匏1,革7。丝、匏的奇数都是1,就用1作为乘率。金、石、革三个奇数为各自的定母,使用大衍求一术计算,各自得到乘率,写在右列:金3,石5,丝1,匏1,革18。这些就是它们的乘率。用乘率对乘左列的衍数,得到各自的用数。
凡是用数之间存在公约数的,数字一定比较大,可以借用它们去补足无用数的地方。先检查元数革25和木20,它们是同类,求公约数得5,用5约衍母85800,得17160。从革的用数里减出这个数来补足木的位置,作为木的用数。剩下44616作为革的用数。再检查元数竹100和土50,它们是同类,求公约数得50。用50约衍母85800,得1716,也从革里面借这个数分别给竹、土作为用数。革只剩下41184作为用数。这样就得到了各个定用数。右列的定用数已经都求出了,就按照行列和代号,换成四种砖的名称,依次排列。
现在已经按照砖名的次序将用数写在右列,再看问题中的条件:用大方砖砌,广度多6寸;用小方砖砌,多2寸;用城砖砌,长边多3寸,宽边多3寸,厚多5分;用六门砖砌,长多3寸,宽多3寸,厚多1寸。将其对应各自的用数,写在左列,然后进行对乘。画图如下(见图五)。
两列遍乘,得到金1188000,丝156000,石1608750,匏858000,革205920,竹51480,土也得到51480,木171600。于是将这8个数相加,得到4291230分,就是广度的总数。用衍母85800去除,余数1230分,换算为1丈2尺3寸,就是所求的地基的广度。
术解
图五
原文
乃求其深。验问题:大方砌少六寸;小方砌少三寸;城砖长砌少一寸,阔砌少一寸,厚砌多一寸;六门长砌多一寸,六门阔砌多一寸,厚砌多一寸。列为中行。次置诸砖元数,列为左行,课减之。具图如后。
今以中行多者存之,少者用减左行。存者左行元数去之,所减者左行余数存之。金得七十,丝得八十,石得一百一十,匏得五十,革得一十,竹一十,土一十,木一十。具图如后。
列为左行,以对右行定用数。具图如后。
以左行多余数,对乘右行用数。金得一百三十八万六千,丝得六十二万四千,石得五百八十九万八千七百五十,匏得一百四十三万,革得四十一万一千八百四十,竹得一万七千一百六十,土得一万七千一百六十,木得一十七万一千六百。具图如后。
并八位得九百九十五万六千五百一十分,为总。满衍母八万五千八百,去之,不满三千七百一十分。展为三丈七尺一寸。为基地深。
译文
然后求地基的深度。对照问题:用大方砖砌少6寸;小方砖少3寸;城砖长少1寸,宽少1寸,厚多1寸;六门砖长多1寸,宽多1寸,厚多1寸。将这些数放在中间一列。然后将各砖的元数写在左列,进行相减。
现在将中行里多的数保留,少的数从左行对应元数中减去。保留的数,就去掉左行元数。相减的数,就在左行留下差。得到金70,丝80,石110,匏50,革10,竹10,土10,木10。
将这些剩余的差写在左列,对乘右列的用数。得到金1386000,丝624000,石5898750,匏1430000,革411840,竹17160,土17160,木171600。
将这8个数加起来得到9956510,就是深度的总数。用衍母85800去除,余数3710,换算为3丈7尺1寸,就是地基的深度。
术解
图六
余米推数
原文
问:有米铺,诉被盗去米一般三箩,皆适满〔1〕,不记细数。今左壁箩剩一合〔2〕,中间箩剩一升四合,右壁箩剩一合。后获贼,系甲、乙、丙三名。甲称当夜摸得马杓〔3〕,在左壁箩,满舀入布袋。乙称踢着木履,在中箩舀入袋。丙称摸得漆椀〔4〕,在右边箩舀入袋。将〔5〕归食用,日久不知数。索〔6〕到三器,马杓满容一升九合,木履容一升七合,漆椀容一升二合。欲知所失米数,计贼结断〔7〕三盗各几何。
答曰:共失米九石五斗六升三合。
甲米三石一斗九升二合,乙米三石一斗七升九合,丙米三石一斗九升二合。
□木升
木升是古代农家必备的用具,多用来盛装粮食。在一些地区,木升也可用于祭祀。图为一升制木升。
注释
〔1〕适满:正好是满的。
〔2〕合:音(gě),容积单位,为升。
〔3〕马杓:即马勺,一种生活器具。原本用来装饲料或水喂马,后农村也指类似瓢的器物。北方游牧民族则将其当作锅来使用。
〔4〕椀:同“碗”。
〔5〕将:持,拿。
〔6〕索:搜寻,寻找。
〔7〕结断:断案,结案。
译文
问:有一间米铺说自己被偷了三箩相同的米,三箩都是满的,但不记得详细的量。现在左墙边的箩里剩下1合,中间墙边的箩里剩下1升4合,右墙边的箩里剩下1合。后来抓到了小偷甲、乙、丙三人。甲说当天晚上摸到一个马杓,在左边的箩里满满地舀了米装进布袋。乙说踢到一只木鞋,用它从中间箩里舀米装进袋子。丙说摸到一个漆碗,在右边箩里舀米装进袋子。他们都拿米回家吃掉了,时间长了也不知道数量多少。三样器具也都找到了,马杓容量1升9合,木鞋容量1升7合,漆碗容量1升2合。求丢失米的总量,并计算三个盗贼各自偷了多少米,以此结案。
答:总共丢失米量9石5斗6升3合。
甲偷米3石1斗9升2合,乙偷米3石1斗7升9合,丙偷米3石1斗9升2合。
原文
术曰:
以大衍求之。列三器所容,为元数。连环求等,约为定母。以相乘,为衍母。以各定约衍母,得衍数。各满定母,去之,得奇。以奇、定,用大衍,求得乘率,以乘衍数,得用数。次以各剩米乘用,并之,为总。满衍母,去之,不满,为每箩米。各以剩米减之,余为甲、乙、丙盗米,并之为共失米。
译文
本题计算方法如下:
用大衍术去求解。列出三个容器的容量,作为元数,进行连环求等,化约得到定母。定母相乘,得到衍母。用各个定母去约衍母,得到衍数。用定母去除衍数,得到奇数。对奇数、定数,使用大衍求一术,求出乘率。用乘率乘衍数,得到用数。再用各箩内所剩的米量乘用数,得数相加,得到总数。用衍母除总数,余数就是各箩米的量。减去各自剩下的米量,差就是甲、乙、丙各自偷的米量,相加就是总共丢失米的量。
译解
元数:19、17、12。
连环求等,得定数:19、17、12。
衍母=19×17×12=3876。
用大衍求一术求解。
原文
草曰:
列三器所容,一升九合、一升七合、一升二合,为元数。连环求等,皆得一,不约。便以元数相乘,得三千八百七十六,为衍母。以各元数为定母,以定约衍母,得衍数。甲得二百〇四,乙得二百二十八,丙得三百二十三,各为衍数,列左行。以三定母,甲一十九,乙一十七,丙一十二,列右行。具图如后。
各满定母,去衍数,得奇数。甲得一十四,乙得七,丙得一十一。
各以奇定,用大衍求一,各得乘率。甲得一十五,乙得五,丙得一十一,各为乘率,列右行。对寄左行衍数。具图如后。
以两行对乘之,得用数。甲得用数三千六十,乙得一千一百四十,丙得三千五百五十三。列右行。具图如后。
既得用数,始验问题三箩剩米,列左行。对三人所用,以两行对乘之。甲得三千六十,乙得一万五千九百六十,丙得三千五百五十三。
并三数,得二万二千五百七十三,为总数。满衍母三千八百七十六,去之,不满三千一百九十三。合展为三石一斗九升三合,为三箩适满细数。以左箩剩一合减之,余三石一斗九升二合,为甲盗米,又为丙盗米。以中箩剩米一升四合减之,余三石一斗七升九合,为乙盗米。并三人米,共得九石五斗六升三合,为所失米。合问。
译文
本题演算过程如下:
列出三个器具的容量1升9合(19合)、1升7合(17合)、1升2合(12合),作为元数。进行连环求等,都得到1,不约。就用各元数相乘,得到3876,是衍母。用各元数作为定母,去约衍母,得到衍数:甲204,乙228,丙323。这就是各自的衍数,写在左列。把三个定母,甲19,乙17,丙12,写在右列。
各自用定母去除衍数,得到奇数。甲得到14,乙7,丙11。对各自的奇数、定数,使用大衍求一术,得到各自的乘率:甲15,乙5,丙11。将它们写在右列,对应左列的衍数。
用两列的数字对乘,得到用数:甲3060,乙1140,丙3553,均写在右列。
得到用数后,再看原问题中三个箩里各自剩下的米量,写在左列,对应着三个人各自的用数,将两列相乘。得到甲3060,乙15960,丙3553。将这三个数字加起来,得到22573,是总数。用衍母3876除总数,余数3193,换算为3石1斗9升3合,作为三个箩装满时的详细数量。减去左边箩剩下的1合,余下3石1斗9升2合,就是甲偷去的米量,也是丙偷去的量。减去中间箩剩下的米量1升4合,余下3石1斗7升9合,就是乙偷去的米量。将三个人偷去的米量加起来,得到9石5斗6升3合,就是总共丢失的米量。于是解答了问题。