第一五三章 天元才女
卓越虽然对于盘账并不陌生,但对于算术中比较高深的东西却一知半解。对于李仙蕙提出的“一百枚金币买一百只金雉”这个难题,始终不得其解。私下去问自己的爱妻,她却害怕自己放水,拒绝“剧透”。
听说梁雪居然把这个“难题”解出来了,非常好奇,看向了这个小女孩。这时候,梁妃正嗔怪妹妹冒失,在训斥她。眼见梁雪非常委屈的撅起了嘴,李仙蕙劝道:“小姑娘天真无邪,可爱得紧,梁妃不要怪她了。”眼见皇后这么说,梁妃便见势收篷,叫妹妹谢过皇后不怪之恩。
在李仙蕙吩咐下,宫女在皇后身边给她安排了座位,上了茶与果点。梁雪谢过,坐了下来,依足了礼数。
卓越迫不及待地问:“梁雪啊,那道题该怎么解,说来听听。”
在外人面前,梁雪对卓越非常尊敬,起身回答道:“回皇上,皇后娘娘这道题高深莫测,民女当时百思不解。会到住处,先后用了‘韩信点兵’、‘大衍求一术’等几种算法,想了三天三夜,都没有算出来。”
梁妃叹息道;“怪不得这小妮子这几天苦心孤诣的念叨什么‘衍母’、‘乘率’(以上是大衍求一术术语)等难懂的话,原来是算学的术语。”
皇后笑道:“梁妃妹妹虽忠贞守礼,却不懂算学,原怪你不得。”
卓越问道:“那你是怎么解出来的呢?”
梁雪眨眨眼,看看梁玉,道:“贵妃姐姐不让民女放肆,民女还是不说了吧,免得‘喧哗惊驾’,触怒龙颜。”
卓越微微一笑,看看皇后。
皇后笑道:“你这是讨论学问,不是喧哗,梁妃如果怪你,本宫为你做主就是。妹妹但说无妨。”
“谢皇后娘娘宽容,民女是用了方程中‘天元术’的算法,解出来的。”
卓越来了兴趣:“天元术?说来听听。”
梁雪却丝毫不给面子:“回皇上,天元术不是用来说的,是用来算的。”
卓越也不去和一个小女孩计较什么,吩咐道:“来人,在地上铺上锦幔,叫她演算!”
眼见一方锦幔铺在地上,梁雪笑道:“皇上这是‘铺地锦’(笔算乘法的一种方法,见《镜花缘》)吗?演算天元术不用笔算,需要摆算筹的。”
算筹,古代用来计数的小棒,在算盘没有普及的年代,比较常见。
梁雪从随身的锦囊里取出了算筹,每支大概有三寸六分长度。与众不同的是,她的算筹每根一般黑色,一半却染成了红色。除了一大把算筹,还有十几块竹牌,分别涂成黑、黄、蓝三种颜色。
卓越奇怪道:“你的算子怎么半黑半红?”
梁雪看了看他,非常好奇道:“皇上精通商道,难道连负数都不懂吗?在竖式的时候黑的一半朝上,表示正数,红的一半朝上表示负数。在横式的时候,黑的朝左表正数,红的朝左表示负数。”(按,在三国时期,中国就有了正负数理念。数学家刘徽用红筹表示负数,赤字一词就源于此。)
卓越苦笑道:“这方面我倒是稀松平常,还要多多请教小才女。”
梁雪得意地点点头,道:“那民女就一边演示一边讲解吧。”说着开始摆数字。
“用算子表示数目,分两种摆法。
一种是竖着摆,叫竖式。摆一根代表一,两根代表二,但最多只能摆四根,表示五就要把一根算筹横着摆了。这样,从一到九就都能摆出来了。这种摆法适用于书目中的个位、百位、万位、百万位,亿位,以此类推。
一种是横着摆,叫横式。横着摆一根代表一,这时候出现竖着的算筹就代表五。折中摆法,适用于数目中的十位、千位、十万位、千万位,以此类推。
这就是规则中的‘一十隔望,百立千僵’。这么做是为了区分空位。相邻两个数摆法不同,摆法相同的两数之间必然隔着一个空位,就是〇。
我的算筹与众不同,摆的时候注意正负规则。
表示小数时,需要把小数部分略向下摆放,其余规则和整数部分相同。十分位横式,百分位纵式。以此类推。
摆分数时,分子摆在上面,分母摆在下面。其余规则类推。”
这些表示数目的基本规则,适用于古代所有算筹算法。尤其是分数的表示方法,在当时世界上也是领先的。
同时期欧洲人表示分数方法复杂,计算更加繁琐无比。有句谚语叫“掉进了分数里”,足见当时的欧洲分数对于分数的计算是多么的头疼。
而中国人在三国时就有了类似于现在的分数表示方法(只是没有现代数学中的分数线),更总结出了通分、约分等计算方法。比他们要先进多了。
客观地说,梁雪今天说不上美丽:想必是熬过夜,眼睛上已经有了黑眼圈,一脸憔悴,哈欠连天。
可是,看着她如数家珍一般介绍着算术常识,那份执着与认真确实最优美最迷人的。
卓越看得有些痴迷。随即暗骂自己:糊涂啊,这不过是个小女孩,怎么能有这些不该有的想法?于是强行收敛心神,问道:“那么你这几块黑黄白的牌子是做什么用的?”
梁雪拿起一张黑色的,说道:“这是天元牌啊。在方程中用来表示未知数的,反过来是可以表示数目中的空位。方程中如果有多个未知数,就用到不同颜色的天元牌了。比如黑色的叫天元、黄颜色的叫地元,白颜色的叫人元。简称天地人。”
啊,这么复杂!
卓越失声道。
梁雪哼了一声,继续说道:“算术到学到融会贯通之处,直可以偷天换日,岂可等闲视之?”
一个小女孩,却学着大人老气横秋的说话,看得众人不禁莞尔。梁妃笑道:“你这岂不是大话?古往今来算家这么多,也没有听说谁再造一个太阳出来。”
梁雪一副“你太孤陋寡闻了”的神情,“理论上的,知道吗?理论和现实总有差距的。再说就算我今天做不到,千百年以后,焉知不会有算家做到?现在就下定论,为时尚早。”
“梁雪说的对!”卓越道,“事物总是向前发展的吗!尧舜时期哪里有这么华丽的衣服,这么精美的房子?现在不是有了吗?千百年只要当代人做好当代的事,一代一代往前发展下去,焉知以后没有人能再造一个太阳?千万不要低估了后来人的智慧。”
听他这么说,梁玉才不再教训妹妹。
“好啦,大才女,快告诉我们,怎么解这个‘百鸡’问题吧。”
梁雪取出一张天元牌,放在左上角。道:“这个天元,代表公鸡数目。”又取出一张地元牌,离开一段距离并排放好,“这个代表母鸡数目。”又取出一张人元牌,放在最后,“这人元代表鸡雏的数目。”在这三张牌老远,摆上一根横筹,随后又摆了两个空位牌。“它们的总数是一百只。”
随后,又取出另外一套天元牌,道:“下面的式子,算钱数,公鸡五枚金币。”于是在第二行左首摆上一个五,后面紧挨着又放了一张天元牌。
“母鸡三枚金币。”
在中间摆了一个三,后面紧挨着放一张地元牌。
“鸡雏是三分之一枚金币。”
摆了一个三分之一,又放了一个人元牌。
“它们总钱数,是一百枚。”
依法在最后位置摆了一个一百。
“标准的天元术,三元一次方程需要三个等式,但现在根据已知条件,只能摆出两个方程式。这种叫作‘不定方程’。”
真开眼啊!
卓越认真地听着。
“首先需要把下面的方程式乘以三,以使人元为整数。得到如下方程:十五天元加上九地元加上人元,等于三百。再用变形后的式子减去第一式,消去人元牌,得到如下方程:十四天元加上八地元,等于二百。以二除之,得到:七天元加上四地元,等于一百。”
卓越看到这里,仍疑惑不解,“到了现在,还有两个未知的数啊,你还能怎么把他们消掉一个?”
梁雪飞快地演算着方程式,算到最后一步,说道:“这才叫不定方程啊。到了这里就该通过变化先确定天元与地元的关系,就是这样了。天元等于一百减去四地元之差再除以七。算到这里,就给把从一道二十四之间的数字一个一个代入地元,只要得出的数字是正的整数,就是方程的根。在依照已知条件推算出地元、人元的数值。”
卓越点头道:“似乎明白一些,你直接说结果吧。”
梁雪说:“符合条件的数只有三组。
第一组:公鸡十二只,计六十金币;母鸡四只,计十二金币;鸡雏八十四只,计二十八金币。
第二组:公鸡八只,计四十金币;母鸡十一只,计三十三金币;鸡雏八十一只,计二十七金币。
第三组:公鸡四只,计二十金币;母鸡十八只,计五十四金币;鸡雏二十六金币。这三组答案都符合皇后娘娘那道题。”
李仙蕙离座而起,鼓掌道:“妹妹蕙质兰心,讲解起来可谓是头头是道,愚姐可要甘拜下风了。不愧是‘天元才女’啊!”
卓越赞道:“天元才女?不错,这个称呼恰如其分。来人,传朕旨意,赐梁丞相府中小孙女梁雪‘天元才女’称号!”
有人记下存档,同时有人去梁丞相府上去传旨。
梁雪连忙跪倒谢恩。
李仙蕙道:“来人,把安息国进贡的香料赐予天元才女一些,为了本宫分忧,如果憔悴了,岂不是本宫的罪过?此去哈里斯国万里只要 往返需要一年有余。圣上,去买金雉的事如何区处?”
卓越沉吟道:“朕也搜集过这哈里斯国的资料,据说他们有一个公主嫁到了葱山以西的一个小国,带过来许多金雉。不如叫紫薇舍人国丈李秉义带领一个商队前往通商通好。我们也有一些他们急需的货物,足可以交易。不必花那么多冤枉钱。再叫大将军梁冀带领一千左武卫军士随行保护。这样,我们的天元才女也能随行了。三个月足以往返。”
他一席话,就解决了所有难题,叫两位国丈开展外交通商活动。同时,梁雪随着父亲(梁冀)前往,一路上安全也有了保障。皆大欢喜。
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听说梁雪居然把这个“难题”解出来了,非常好奇,看向了这个小女孩。这时候,梁妃正嗔怪妹妹冒失,在训斥她。眼见梁雪非常委屈的撅起了嘴,李仙蕙劝道:“小姑娘天真无邪,可爱得紧,梁妃不要怪她了。”眼见皇后这么说,梁妃便见势收篷,叫妹妹谢过皇后不怪之恩。
在李仙蕙吩咐下,宫女在皇后身边给她安排了座位,上了茶与果点。梁雪谢过,坐了下来,依足了礼数。
卓越迫不及待地问:“梁雪啊,那道题该怎么解,说来听听。”
在外人面前,梁雪对卓越非常尊敬,起身回答道:“回皇上,皇后娘娘这道题高深莫测,民女当时百思不解。会到住处,先后用了‘韩信点兵’、‘大衍求一术’等几种算法,想了三天三夜,都没有算出来。”
梁妃叹息道;“怪不得这小妮子这几天苦心孤诣的念叨什么‘衍母’、‘乘率’(以上是大衍求一术术语)等难懂的话,原来是算学的术语。”
皇后笑道:“梁妃妹妹虽忠贞守礼,却不懂算学,原怪你不得。”
卓越问道:“那你是怎么解出来的呢?”
梁雪眨眨眼,看看梁玉,道:“贵妃姐姐不让民女放肆,民女还是不说了吧,免得‘喧哗惊驾’,触怒龙颜。”
卓越微微一笑,看看皇后。
皇后笑道:“你这是讨论学问,不是喧哗,梁妃如果怪你,本宫为你做主就是。妹妹但说无妨。”
“谢皇后娘娘宽容,民女是用了方程中‘天元术’的算法,解出来的。”
卓越来了兴趣:“天元术?说来听听。”
梁雪却丝毫不给面子:“回皇上,天元术不是用来说的,是用来算的。”
卓越也不去和一个小女孩计较什么,吩咐道:“来人,在地上铺上锦幔,叫她演算!”
眼见一方锦幔铺在地上,梁雪笑道:“皇上这是‘铺地锦’(笔算乘法的一种方法,见《镜花缘》)吗?演算天元术不用笔算,需要摆算筹的。”
算筹,古代用来计数的小棒,在算盘没有普及的年代,比较常见。
梁雪从随身的锦囊里取出了算筹,每支大概有三寸六分长度。与众不同的是,她的算筹每根一般黑色,一半却染成了红色。除了一大把算筹,还有十几块竹牌,分别涂成黑、黄、蓝三种颜色。
卓越奇怪道:“你的算子怎么半黑半红?”
梁雪看了看他,非常好奇道:“皇上精通商道,难道连负数都不懂吗?在竖式的时候黑的一半朝上,表示正数,红的一半朝上表示负数。在横式的时候,黑的朝左表正数,红的朝左表示负数。”(按,在三国时期,中国就有了正负数理念。数学家刘徽用红筹表示负数,赤字一词就源于此。)
卓越苦笑道:“这方面我倒是稀松平常,还要多多请教小才女。”
梁雪得意地点点头,道:“那民女就一边演示一边讲解吧。”说着开始摆数字。
“用算子表示数目,分两种摆法。
一种是竖着摆,叫竖式。摆一根代表一,两根代表二,但最多只能摆四根,表示五就要把一根算筹横着摆了。这样,从一到九就都能摆出来了。这种摆法适用于书目中的个位、百位、万位、百万位,亿位,以此类推。
一种是横着摆,叫横式。横着摆一根代表一,这时候出现竖着的算筹就代表五。折中摆法,适用于数目中的十位、千位、十万位、千万位,以此类推。
这就是规则中的‘一十隔望,百立千僵’。这么做是为了区分空位。相邻两个数摆法不同,摆法相同的两数之间必然隔着一个空位,就是〇。
我的算筹与众不同,摆的时候注意正负规则。
表示小数时,需要把小数部分略向下摆放,其余规则和整数部分相同。十分位横式,百分位纵式。以此类推。
摆分数时,分子摆在上面,分母摆在下面。其余规则类推。”
这些表示数目的基本规则,适用于古代所有算筹算法。尤其是分数的表示方法,在当时世界上也是领先的。
同时期欧洲人表示分数方法复杂,计算更加繁琐无比。有句谚语叫“掉进了分数里”,足见当时的欧洲分数对于分数的计算是多么的头疼。
而中国人在三国时就有了类似于现在的分数表示方法(只是没有现代数学中的分数线),更总结出了通分、约分等计算方法。比他们要先进多了。
客观地说,梁雪今天说不上美丽:想必是熬过夜,眼睛上已经有了黑眼圈,一脸憔悴,哈欠连天。
可是,看着她如数家珍一般介绍着算术常识,那份执着与认真确实最优美最迷人的。
卓越看得有些痴迷。随即暗骂自己:糊涂啊,这不过是个小女孩,怎么能有这些不该有的想法?于是强行收敛心神,问道:“那么你这几块黑黄白的牌子是做什么用的?”
梁雪拿起一张黑色的,说道:“这是天元牌啊。在方程中用来表示未知数的,反过来是可以表示数目中的空位。方程中如果有多个未知数,就用到不同颜色的天元牌了。比如黑色的叫天元、黄颜色的叫地元,白颜色的叫人元。简称天地人。”
啊,这么复杂!
卓越失声道。
梁雪哼了一声,继续说道:“算术到学到融会贯通之处,直可以偷天换日,岂可等闲视之?”
一个小女孩,却学着大人老气横秋的说话,看得众人不禁莞尔。梁妃笑道:“你这岂不是大话?古往今来算家这么多,也没有听说谁再造一个太阳出来。”
梁雪一副“你太孤陋寡闻了”的神情,“理论上的,知道吗?理论和现实总有差距的。再说就算我今天做不到,千百年以后,焉知不会有算家做到?现在就下定论,为时尚早。”
“梁雪说的对!”卓越道,“事物总是向前发展的吗!尧舜时期哪里有这么华丽的衣服,这么精美的房子?现在不是有了吗?千百年只要当代人做好当代的事,一代一代往前发展下去,焉知以后没有人能再造一个太阳?千万不要低估了后来人的智慧。”
听他这么说,梁玉才不再教训妹妹。
“好啦,大才女,快告诉我们,怎么解这个‘百鸡’问题吧。”
梁雪取出一张天元牌,放在左上角。道:“这个天元,代表公鸡数目。”又取出一张地元牌,离开一段距离并排放好,“这个代表母鸡数目。”又取出一张人元牌,放在最后,“这人元代表鸡雏的数目。”在这三张牌老远,摆上一根横筹,随后又摆了两个空位牌。“它们的总数是一百只。”
随后,又取出另外一套天元牌,道:“下面的式子,算钱数,公鸡五枚金币。”于是在第二行左首摆上一个五,后面紧挨着又放了一张天元牌。
“母鸡三枚金币。”
在中间摆了一个三,后面紧挨着放一张地元牌。
“鸡雏是三分之一枚金币。”
摆了一个三分之一,又放了一个人元牌。
“它们总钱数,是一百枚。”
依法在最后位置摆了一个一百。
“标准的天元术,三元一次方程需要三个等式,但现在根据已知条件,只能摆出两个方程式。这种叫作‘不定方程’。”
真开眼啊!
卓越认真地听着。
“首先需要把下面的方程式乘以三,以使人元为整数。得到如下方程:十五天元加上九地元加上人元,等于三百。再用变形后的式子减去第一式,消去人元牌,得到如下方程:十四天元加上八地元,等于二百。以二除之,得到:七天元加上四地元,等于一百。”
卓越看到这里,仍疑惑不解,“到了现在,还有两个未知的数啊,你还能怎么把他们消掉一个?”
梁雪飞快地演算着方程式,算到最后一步,说道:“这才叫不定方程啊。到了这里就该通过变化先确定天元与地元的关系,就是这样了。天元等于一百减去四地元之差再除以七。算到这里,就给把从一道二十四之间的数字一个一个代入地元,只要得出的数字是正的整数,就是方程的根。在依照已知条件推算出地元、人元的数值。”
卓越点头道:“似乎明白一些,你直接说结果吧。”
梁雪说:“符合条件的数只有三组。
第一组:公鸡十二只,计六十金币;母鸡四只,计十二金币;鸡雏八十四只,计二十八金币。
第二组:公鸡八只,计四十金币;母鸡十一只,计三十三金币;鸡雏八十一只,计二十七金币。
第三组:公鸡四只,计二十金币;母鸡十八只,计五十四金币;鸡雏二十六金币。这三组答案都符合皇后娘娘那道题。”
李仙蕙离座而起,鼓掌道:“妹妹蕙质兰心,讲解起来可谓是头头是道,愚姐可要甘拜下风了。不愧是‘天元才女’啊!”
卓越赞道:“天元才女?不错,这个称呼恰如其分。来人,传朕旨意,赐梁丞相府中小孙女梁雪‘天元才女’称号!”
有人记下存档,同时有人去梁丞相府上去传旨。
梁雪连忙跪倒谢恩。
李仙蕙道:“来人,把安息国进贡的香料赐予天元才女一些,为了本宫分忧,如果憔悴了,岂不是本宫的罪过?此去哈里斯国万里只要 往返需要一年有余。圣上,去买金雉的事如何区处?”
卓越沉吟道:“朕也搜集过这哈里斯国的资料,据说他们有一个公主嫁到了葱山以西的一个小国,带过来许多金雉。不如叫紫薇舍人国丈李秉义带领一个商队前往通商通好。我们也有一些他们急需的货物,足可以交易。不必花那么多冤枉钱。再叫大将军梁冀带领一千左武卫军士随行保护。这样,我们的天元才女也能随行了。三个月足以往返。”
他一席话,就解决了所有难题,叫两位国丈开展外交通商活动。同时,梁雪随着父亲(梁冀)前往,一路上安全也有了保障。皆大欢喜。
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