其法再自乘则得之。
算术中求物体体积的方法,如刍萌、刍童、方池、冥谷、堑堵、鳖臑、圆锥、阳马等,各种形状的物体都具备了,只是没有隙积术。古代的算法:凡计算物体的体积,有立方体,是指六个面都是正方形的物体,其计算方法是把一条边自乘两次就可以求得了。
有堑堵,谓如土墙者,两边杀,两头齐。
有堑堵,是指有点像土墙形状的物体,两边是斜的,两头的面是垂直的。
其法并上下广,折半以为之广以直高乘之,以直高以股,以上广减下广,余者半之为勾。
它的截面面积的算法是:先把上、下底的宽相加,除以二,作为截面的宽,用直高与它相乘就求得了一个值;再将直高作为股,用上底面的宽减去下底面的宽,所得之差除以二作为勾,用勾股定理算出弦,就是它的斜边长。
勾股求弦,以为斜高。
它的截面面积的算法是:先把上、下底的宽相加,除以二,作为截面的宽,用直高与它相乘就求得了一个值;再将直高作为股,用上底面的宽减去下底面的宽,所得之差除以二作为勾,用勾股定理算出弦,就是它的斜边长。
有刍童,谓如覆斗者,四面皆杀。
有刍童,是指有点像翻过来的方斗形状,四侧都是斜面。
其法倍上长加入下长,以上广乘之;倍下长加入上长,以下广乘之;并二位,以高乘之,六而一。
它的计算方法是:将上底面的长乘二,与下底面的长相加,再与上底面的宽相乘;将下底面的长乘二,与上底面的长相加,再与下底面的宽相乘;把这两个数值相加,与高相乘,再取其六分之一。
隙积者,谓积之有隙者,如累棋、层坛及洒家积罂之类。
隙积,是指堆累起来而其中有空隙的物体,像堆叠起来的棋子、分层建造起来的土坛以及酒馆里堆累起来的酒坛子一类的物体。
虽似覆斗,四面皆杀,缘有刻缺及虚隙之处,用刍童法求之,常失于数少。
它们虽像倒扣着的斗,四侧都是斜面,但是由于边缘存在着一定的残缺或空隙,如果用刍童法计算,所得数量往往比实际的要少。
余思而得之,用争童法为上位;下位别列:下广以上广减之,余者以高乘之,六而一,并入上位。
我想出了一种计算方法:用刍童法算出它的上位、下位数值,另外单独列出它的下底宽,减去上底宽,将所得之差乘高,取其六分之一,再并入前面的数目就可以了。
假令积罂:最上行纵横各二罂,最下行各十二罂,行行相次。
假设有用酒坛子累成的堆垛,最上层的长、宽都是两只坛子,最下层的长、宽都是十二只坛子,一层层交错堆垛好。
先以上二行相次,率至十二,当十一行也。
先从最上层数起,数到有十二只坛子的地方,正好是十一层。
以刍童法求之,倍上行长得四,并入下长得十六,以上广乘之,得之三十二;又倍下行长得二十四,并入上长,得二十六,以下广乘之,得三百一十二;并二位得三百四十四,以高乘之,得三千七百八十四。
用刍童法来计算,把上层的长乘二得四,与下层的长相加得十六,与上层的宽相乘,得三十二;再把下层的长乘二得二十四,与上层的长相加得二十六,与下层的宽相乘,得三百一十二;上、下两数相加,得三百四十四,乘高得三千七百八十四。
重列下广十二,以上广减之,余十,以高乘之,得一百一十,并入上位,得三千八百九十四;六而一,得六百四十九,此为罂数也。
另外将下层的宽十二减去上层的宽,得十,与高相乘,得一百一十,与前面的数字相加,得三千八百九十四;取它的六分之一,得六百四十九。这就是这堆酒坛的数量。
刍童求见实方之积,隙积求见合角不尽,益出羡积也。
运用刍童法算出的是实方的体积,运用隙积法算出的是空缺部分拼合成的体积,也就可以算出多余的体积。
履亩之法,方圆曲直尽矣,未有会圆之术。
丈量土地的方法,方、圆、曲、直的算法都有,不过没有会圆的算法。
凡圆田,既能拆之,须使会之復圆。
凡是圆形的土地,既能够拆开来,也应该能让它拼合起来恢复圆形。
古法惟以中破圆法拆之,其失有及三倍者。
古代的算法,只用中破圆法把圆形拆开来计算,它的误差有达三倍之多的。
余别为拆会之术,置圆田,径半之以为弦,又以半径减去所割数,余者为股;各自乘,以股除弦,余者开方除为勾,倍之为割田之直径。
我另外设计了一种拆开、会合的计算方法。假设有一块圆形的土地,用它的直径的一半作为弦,再以半径减去所割下的弧形的高,用它们的差作为股;弦、股各自平方,用弦的平方减去股的平方,将它们的差开平方后作为勾,再乘二,就是所割弧形田的弦长。
以所割之数自乘倍之,又以圆径除所得,加入直径,为割田之弧。
把所割的弧形田的高平方,乘二,再除以圆的直径,所得的商加上弧形的弦长,便是所割弧形田的弧长。
再割亦如之,减去已割之弧,则再割之弧也。
再割一块田也像这样计算,用总的弧长减去已割部分的弧长,就是再割之田的弧长了。
假令有圆田,径十步,欲割二步。
假如有块圆形的土地,直径是十步,想使割出的圆弧高二步,就用圆半径五步作为弦,五步自乘得二十五;又用半径减去弧形的高二步,它们的差三步作为股,自乘得九;用它与弦二十五相减得十六,开平方得四,这就是勾,再乘二,就是弧的弦长。
以半径为弦,五步自乘得二十五;又以半径减去所割二步,余三步为股,自乘得九;用减弦外,有十六,开平方,除得四步为勾,倍之为所割直径。
假如有块圆形的土地,直径是十步,想使割出的圆弧高二步,就用圆半径五步作为弦,五步自乘得二十五;又用半径减去弧形的高二步,它们的差三步作为股,自乘得九;用它与弦二十五相减得十六,开平方得四,这就是勾,再乘二,就是弧的弦长。
以所割之数二步自乘为四,倍之得为八,退上一位为四尺,以圆径除。
把圆弧的高二步自乘,得四,再乘二得八,退上一位为四尺,用圆的直径相除。
今圆径十,已足盈数,无可除。
现今圆的直径为十,已经满了整十数,不可除。