好容易用垛積術將該題算出來,後面幾道,又是需用到“大衍求一術”與“垛積術”算法的題目。
這些題目涉及到工程、賦役、軍旅等方面的實際問題,不用這些算法,根本不能解答。
此時出的算術題目,已經多是《數書九章》與《孫子算經》上的內容,深度比《九章算術》更進一層,黃博文甚至還跳過兩題,等待空時解答。
便如這道題,說:“巍巍軍營在鎮西,不知營內幾多兵。三千六百四十碗,看看用盡不差爭。三人共食一碗飯,四人共吃一碗羹。請問先生明算者,算來營內幾多兵。”
雖然不是很難,但時間有限,他不能在每道題上多停留時間,先解下面的,畢竟這些盈不足術的題目繁雜耗時。
黃博文已過而立之年了,但仍然沒有娶妻,雖說從小父母雙親就希望他讀書上進,能考個功名,但多年來他還是童生。
就是因爲他從小迷戀在別人看來是小道的算術,這八股文章做得不好,自然秀才的功名都考不中。
而且他父親原本亦是落魄秀才一個,家中生活清苦,勉強只夠溫飽的,在父母雙親過世後,他的生活更加拮据,全靠走南闖北販點商貨謀生,生活的艱辛苦楚讓他麻木,然內心何嘗沒有夢想?
宣府鎮廣招吏員,而且注重實務算術給了他希望,機會就在眼前,豈能不拼命?
他呵呵凍得發木的手,在桌邊火爐上烤了烤,又用力揉揉臉。繼續集中精神,解答下面的題目。
隨後他一愣,看着下面這道題:“形學題?”
坐在他前方几排的劉冬陽也是雙目一縮:“幾何題?”
劉冬陽的家世經歷比黃博文較爲幸福,畢竟他父母雙親仍然健在,自己也娶了妻子。還有了一子一女,算是生活美滿。祖上更曾經闊過,所以能供養他中了秀才,還過了一段衣來伸手,飯來張口的富少生活。
劉冬陽從小算接受良好的家庭教育,同樣對算術非常有興趣。早在少時,他在父親書架上便發現古時數學名著,《九章算術》,從此迷上了數學。
以後他更收羅了不少算術書籍,便是徐光啓翻譯歐幾里得所著的《幾何原本》,一樣有收羅到。
中西數學各自的特點所長。讓劉冬陽大開眼界。
西學那裡講究邏輯嚴密,推理清晰,層層推進,最後得到結果。中學則偏重解法,講究計算技巧,不管你過程是什麼,結果得到便是。有點象後世的素質教育,西學則有點象應試教育。
不過各自的魅力,雙方迥異不同的數學思路,還是讓劉冬陽迷失在數學的海洋之中。他研究《九章算術》同時,又吸取《幾何原本》的新思路,使他數學造詣日趨高深。
只是好景不長,劉冬陽家道中落了,只得轉行經商,然後掙點錢勉強餬口養活家人,畢竟數學好。不代表做生意就強。
宣府鎮招吏員時,劉冬陽一家正在京師從商,家人只隨便商量一下,便毅然全家過來應聘。
在《幾何原本》中,徐光啓定“形學”名爲幾何。內中還有一個個譯名,如“平行線”、“三角形”、“對角”、“直角”、“銳角”、“鈍角”、“相似”等等中文的名詞術語,都在後世耳熟能詳。
所以一看這題目,劉冬陽心中就浮起念頭:“幾何題……”
與黃博文一樣,他也跳了題,其實不單單劉冬陽、黃博文二人,便是李坦然、趙中舉等人一樣不斷跳題。
他們想看看後面的題目,有沒有自己能做的,畢竟與昨日考試不一樣,今日算術題,還是有跡可尋。
看到幾何題目,各人紛紛拿出自己的矩與圓規,進考房時,考官還發下了鉛筆。那矩又稱曲尺,木匠多在用之,不過做算術題,矩物自然也需用到,還有圓規,早在夏朝便有出現。
黃博文仔細看着這道題:“假令圓城一所,不知周徑,四面開門,門外縱橫各有十字大道。其西北十字道頭定爲乾地,其東北十字道頭定爲艮地,其東南十字道頭定爲巽地,其西南十字道頭定爲坤地。……或問:甲乙二人俱在乾地,乙東行三百二十步而立。甲南行六百步望見乙,問徑幾裡?”
“答題需寫解法、演草。”
黃博文深深呼了口氣:“吾以割圓術應之!”
他用矩物在草稿上畫了個三角形,三個頂點分別定爲天、地、幹三點,然後用圓規畫了個內切圓代表圓城,他推算着:“有言數之法皆出於圓方,圓出於方,方出於矩,矩出於九九八十一。故折矩,以爲句廣三,股修四,徑隅五……”
他勾三股四的做圖,定內切圓圓心爲心,以過心的垂直線從上至下分別與三角形、內切圓交於日、南、北三點。以過心的水平線從左至右分別和三角形、內切圓交於川、東、西三點,等等,分別算出勾與股,然後求其弦。
劉冬陽也是深深吸口氣,開始畫就草圖:“餘設直角三角形,分設甲、乙、丙三點……”
黃博文在算盤上嘩嘩的打着:“勾股求其弦,以勾乘股,倍之爲實以爲果……”
看着算盤上的結果,他滿意的提筆寫下,這時劉冬陽也用歐氏幾何公式算出勾與股,然後用勾股定理得到結果,他寫道:“答曰:城徑二百四十步。”
雖然此時幾何題已經考到《周髀算經》上的內容,不過第一題較爲簡單,便是趙中舉磨磨蹭蹭,畫了半天圖,最後也做出來了。
下面幾道幾何題相對簡單,便如這道:“今有竹高一丈,末折抵地,去本三尺,問折者高几何?”
黃博文與劉冬陽分別用中西法。也同時算了出來。
不過下面的題就難起來了,卻是接上面那個圓城,卻說:“或問出西門南行四百八十步有樹,出北門東行二百步見之,問徑幾裡?”
黃博文用力揉了一會臉。又動用天元術:“吾立天元一爲半徑,置南行步在地……”
他推算着:“以二行步相乘爲實,二行步相併爲從,一步常法,得半徑。”
劉冬陽也是畫圖:“餘設半徑爲未知數……”
趙中舉又回頭做了,李坦然終於算出那雞的問題。奮起直追。
“今有積以和乘之,減積,餘以平乘之加和,得一十七萬一百六十二步。只雲和爲益實。四爲益方,三爲從上廉,二爲益下廉。一爲正隅,三平方開之,如平四分之一。問,長,平各幾何?”
黃博文答:“平一十二步,長三十步。”
“今有黃方乘直積得二十四步,只雲股弦和九步。問勾幾何?”
黃博文答:“三步。”
“今有股冪減弦較較與股乘勾等。只雲勾冪加弦較和與勾乘弦同。問股幾何?”
黃博文立天元一爲股,地元一爲勾弦和,最後答:“四步。”
他感覺頭腦一陣陣眩暈,太陽穴那邊,更是陣陣跳着刺痛。劉冬陽也是放下毛筆,稍稍閉目養神,不過黃博文甩了甩頭,還是看下一道題:“今有股弦較除弦和與直積等。只雲勾股較除弦較和與勾同。問弦幾何?”
黃博文極力坐穩,緩緩呼了口氣,考試考到現在。能答完這麼多題,他深深感到自豪,不過還有永寧侯爺壓軸的題目擺在後面,自己一定要做到。
他拿起矩物與鉛筆,在草稿上畫圖:“吾立天元一爲勾。地元一爲股,人元一爲弦,物元一爲開數!”
終於,他答完這道題,也終於看到永寧侯王鬥,設下的那道壓軸大題。
“靖邊軍有將顯才擅使銃,有將瑄擅使炮,顯才日射鴽鵝堆積之,疊越大,積越高,瑄笑曰:吾一炮擊之,爾鴽堆盡跨也。”
“當知鴽堆爲一尖錐,當知諸尖錐有積疊之理,元數起於絲髮而遞增之,而疊之則成平尖錐。一定之元數疊之則成平方,上少下多之元數疊之則成平尖錐,平方數起於絲髮而漸增之而疊之,則成立尖錐。”
“一定之平方疊之則成立方,上少下多之平方疊之則成立尖錐。立方數起於絲髮而漸增之變爲面,而疊之則成三乘尖錐。當知三乘以上尖錐之底皆方,唯上四面不作平體而成凹形,乘愈多則凹愈甚。”
“當知三乘方數起於絲髮而漸增之變爲面,而疊之則成四乘尖錐,從此遞推至無窮,線,面,體皆有循環之理。”
“請問先生明算者,此尖錐算法何如?尖錐積何多?瑄炮擊之,此圓內積何多?”
黃博文目瞪口呆看着,他腦中一片嗡嗡作響,下意識就想:“吾立割圓術,垛積……”
隨後又怔住了,割圓術雖可用來無限接近圓面積,稱割之彌細,所失彌少,割之又割,以至於不可割,則與圓合體,而無所失矣,然不足解決眼前的問題。
此題有無窮小分割,又有無限大求和,然又定了設定,“當知諸乘方皆有尖錐”、“當知諸尖錐有積疊之理”,然後極限思想中,尖錐似乎又有曲線,又有運動。
還要求趙瑄炮擊運動面積,這之間,似乎又是相互活動的。
因爲尖錐不斷變大變小,炮彈軌跡過去,面積也是不一樣的。
這,這如何求積?
各樣的畫面在腦中轉動,黃博文呆呆坐着,讓他腦中嗡嗡聲更爲響動。
“兒啊,考功名纔是正途!”
母親雙目中溼潤的淚水。
“文兒,你這樣下去,可如何是好?”
素來嚴厲的父親,已經不說他什麼,只是搖搖頭,眼中閃過失望的神情,然後轉身就走開了。
“黃博文,幾十年你還是童生啊?”
同窗輕蔑嘲笑的眼神是如此刺骨,羞辱,打擊,歷歷往事,從眼前飛速閃過。
“不,我要做出這條題,一舉成名天下知!”
黃博文掙扎着,他伸手要拿來盤算,然眼前一陣陣金星亂冒,讓他坐立不穩。他極力扶着桌面,身子仍不斷搖搖晃晃,猛然,他一口鮮血噴出,眼前天旋地轉,再也支持不住,就那樣摔倒地上。
考房內一片驚叫,趙中舉大叫:“不得了,有人考試考得吐血了……”