第23章沈括和他的隙积术

第23章沈括和他的隙积术

沈括（公元1031～1095）是我国古代卓越的科学家，他出生于钱塘（杭州）。有一天，他和朋友在一家酒店喝酒时，看到院子里整整齐齐放着一堆酒坛。“你猜，这堆酒坛有多少个？”朋友好奇地问，“一共有122个。”沈括沉思了一会儿回答。

后来，他的朋友把这堆酒坛搬开来，一个一个点了一下，果然一个不多，一个不少，恰好是122个，猜得真准呀！

原来他是计算出来的，因为酒坛叠得很有规律：每一层都排成长方形，而且下一层比上一层长、宽各增加一个，这堆酒坛有4层，他数得最上面一层长为5个，宽为3个，以下每层依次为6x4个，7x5个，8x6个，合计

5x36x47x58x6=122（个）。

一般地，假定共有n层，最上面一层为ab个，则以下每层依次为（a1）（b1）个，（a2）（b2）个，…，[a（n-1）][b（n-1）]个。所以这堆酒坛的总数为

s=ab（a1）（b1）（a2）（b2）…[a（n-1）][b（n-1）]。

下面我们来进行推导：

ab=ab，

（a1）（b1）=ab1x（ab）12，

（a2）（b2）=ab2x（ab）22，

……

[a（n-1）][b（n-1）]=ab（n-1）（ab）（n-1）2，

∴s=naba（ab）b。

其中，a=12…（n-1）=n（n-1）2，

b=1222…（n-1）2=n（n-1）（2n-1）6.

∴s=nabn（n-1）2（ab）n（n-1）（2n-1）6

=n6[6ab3（n-1）（ab）（n-1）（2n-1）]。

沈括认为通常求体积的各种公式，作为计算对象的形体都是实心的，但他的问题却是形体中间有空隙，因此就把这个方法称为隙积术了，不过，当时沈括把最上面一层的长和宽的个数分别记作a和b，最底下一层的长和宽的个数分别记作c和d，共n层，因此他得到的公式是

s=n6[（2bd）a（b2d）c]n6（c-a）