简单应用和比例理论

所谓出入相补原理,用现代语言来说,就是指这样的明显事实:一个平面图形从一处移置他处,面积不变。又若把图形分割成若干块,那么各部分面积的和等于原来图形的面积,因而图形移置前后诸面积间的和、差有简单的相等关系。立体的情形也是这样。

简单应用和比例理论 - 图1应用这一原理,容易得出三角形面积等于高底相乘积的一半这一通常的公式,由此以定任意多角形的面积。作为另一简单实例,可以观察左图,如果看作把△ACD 移置△ACB 处,又把Ⅰ、Ⅱ 各移到Ⅰ'、Ⅱ',那么依出入相补原理有:

Ⅲ=Ⅲ',□PC=□RC,⋯⋯(指面积相等) 由此得

PO×OS=RO×OQ,PO×QC=RB×BC,⋯⋯

而 PO=AR,OS=QC,PQ=AB,RB=OQ,⋯⋯ 因而 AR∶OQ=RO∶QC,AB∶OQ=BC∶QC,⋯⋯

就是相似勾股形 ARO 和 OQC、ABC 和 OQC 的相应勾股成比例。并且可以导出

其他相应部分的比例关系。

以上这些极简单的结果虽然没有在《九章》中明白说出,但是曾经多处用这些关系来解决各种具体问题,参看《刘注》。