. 设 除以 的带余数除法的结果为:
用所得的商 分别去乘对应于 的两数 并把结果加到对应于 的两数 上,再把 更新为余数 得到第2步的结果:
容易确认,数表的第一行的意义是:
. 一般地,“大衍求一术”算法每一步的结果,或者形如
分别代表如下等式:
或者形如
分别代表如下等式:
. 这个过程一直进行下去,终止于
终止的条件是:数表的上行右列的数
5. 特别地,如果辗转相除的过程终止于下行的 (此时 ) 需要人为地增加一步“除法”,强制要求余数等于 即:
其中 算法随即终止,得到数表:
算法终止:此时,数表上行右列的数 从而有等式
这就得到了 的非负整数解
注:需要注意,秦九韶的“大衍求一术”的初始设定及每一步运行的结果都是两行两列的数表,只能求出所需的 的值 。本文增添了中间一列,从而同时求出 的值 。
(四)“大衍求一术”举例
本节通过例子,演示“大衍求一术”算法的过程 。
【最大的负整数是多少少 最大的负整数是多少】例1求 的一组正整数解 。
初始数表
020027第1步结果
0207第2步结果
67 第3步结果
6 第4步结果
2317因此得到一组正整数解 即有
例2求 的一组正整数解 。
初始数表
096067第1步结果
29067第2步结果
299第3步结果
7109第4步结果
7103043第5步结果
37533043因此得到一组正整数解 即有
练习1求方程 的一组正整数解 。
练习2求方程 的一组正整数解 。
(五)“大衍求一术”原文
秦九韶《数书九章》第一卷的“大衍求一术”原文是:
大衍求一术云:置奇右上,定居右下 。与天元一于左上 。先以右上除右下,所得商数,与左上一相生,入左下 。然后乃以右行上下,以少除多,递互除之,所得商数随即递互累乘,归左行上下 。须使右上末后奇一而止 。乃验左上所得,以为乘率 。

文章插图
需要注意,“除”的意思是“去除”,不是“除以” 。
我国现行的中小学数学教科书,把“除以”简化为“除”,大谬 。
了解“大衍求一术”原文的详细解读,可以参考:
沈康身《中国数学史大系·第五卷 两宋》第四章

文章插图
关于“大衍求一术”原理的证明,可以参考:
万哲先《孙子定理和大衍求一术》高等教育出版社,1989.5
(六)结束语
“大衍求一术”为解一次同余式方程组提供了关键工具,从而在中国古代历法关于“上元积年”的计算中起着重要作用 。
不过,明朝中叶以后,“大衍求一术”几乎失传,直到十九世纪才被考证重现,并稍加改进 。
从现代数学的角度来看,“大衍求一术”可以帮助理解著名的矩阵群 的结构 。
“大衍求一术”,汇古通今 。它从历史中走来,引领我们踏进美丽的数学花园 。
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