四元术

古代四元高次方程组解法
我国古代一种四元高次方程组解法,即近代多元高次方程组的分离系数表示法。元成宗大德七年(1303),大都(今北京)数学家朱世杰,撰成《四元玉鉴》一书,为传统四元术之代表著作。朱世杰四元术,以天、地、人、物四元表示四元高次方程组,其求解方法和解方程组的方法基本一致,早于法国数学家别朱(Bezout)于1775年才系统提出的消元法近五百年,领先于世界,是我国数学史上的光辉成就之一。

内容简述

四元术是在天元术基础上逐渐发展而成的。天元术是一元高次方程列方程的方法。天元术开头处总要有“立天元一为××”之类的话,这相当于现代初等代数学中的“设未知数x为
”。四元术是多元高次方程列方程和解方程的方法,未知数最多时可至四个。四元术开头处总要有“立天元一为
,地元一为
,入元一为
,物元一为
”,即相当于现代的“设x,y,z,为
”。天元术是用一个竖列的筹式依次表示未知数(x)的各次幂的系数的,而四元术则是天元术的推广。按莫若为《四元玉鉴》所写的序言所记述,四元式则是“其法以元气居中,立天元一于下,地元一于左,人元一于右,物元一于上,阴阳升降,进退左右,互通变化,错综无穷”,此即在中间摆入常数项(元气居中),常数项下依次列入x各次幂的系数。左边列y,y2,y3,…各项系数,右边为z,z2,z3,…各项系数,上边为u,u2,u3,…各项系数,而把xy,yz,zu,…,x2y,y2z,z2u,…各项系数依次置入相应位置中。例如:
。而
,即将
z 2xu 2yz 2yu 2zu中的2xy,2yz…等记入相应的格子中,而将不相邻的两个未知数的乘积如2xu,2yz的系数记入夹缝处,以示区别。

四则运算

(1)加、减:使两个四元式的常数项对准常数项,之后再将相应位置上的两个系数相加、减即可。