项 名 达
何 绍 庚
项名达 原名万准,字步莱,号梅侣。钱塘(今浙江杭州)人。清乾隆五十四年(1789 年)生;道光三十年元日(1850 年 2 月 12 日)卒。数学。
项名达祖籍安徽歙县。他出身于一个比较重视文化素养的盐商家庭, 自幼受到良好教育,广读博览,尤好历算。嘉庆二十一年(1816)成举人, 考授国子监学正,道光六年(1826)成进士,改官知县,不就职。应考进士期间,曾在京盘桓数年,与友人研讨数学,后返居故里。道光十七年
(1837)前,主讲苕南(余杭)。此后在杭州紫阳书院执教,并研究数学。道光二十六年(1846)冬,退职还家,集中精力撰著书稿。他一生著作繁富,“文辞杂著,无虑数十卷”。1861 年太平军攻占杭州时,旧居遇火焚毁,旧稿无存。他的数学著作虽也历经磨难,但还算幸运,终得以刊刻传世。项名达的主要数学著作有《象数一原》 6 卷(1849),《勾股六术》1 卷(1825),《三角和较术》1 卷(1843),《开诸乘方捷术》1 卷(1845),后三种曾单刊亦曾合刻为《下学庵算术》印行。
《象数一原》是项名达的数学代表作,其主要内容是论述三角函数幂级数展开式问题。他撰写此书时已年老病重,仅写成“整分起度弦矢率论”、“半分起度弦矢率论”、“零分起度弦矢率论”(2 卷)、“诸术通诠”、“诸术明变”,共 6 卷,其中卷四和卷六未能完稿。友人戴煦遵从他的遗愿于咸丰七年(1857)将全书详加研诵,校补完成,并为“椭圆求周术” 补作“图解”1 卷,因此现传本《象数一原》共 7 卷。在这部著作中,项名达继承和发展董■诚的方法,把割圆连比例、三角堆及推广的二项式定理系数表联系起来,成功地解决了董■诚弦矢公式推导中的堆积何以有倍
分无析分,倍分中弦率又何以有奇分无偶分等问题,创立了下列两个公式: 设 Cn 和 Cm 分别为圆内某弧 c 的 n 倍和 m 倍弧长,vn 和 vm 分别为相应的中
矢,r 为圆半径,则有
n n(m2 - n2 ) 3
Cn = m cm + 4·3!m3r 2 cm
n(m 2 − n 2 )(9m2 − n 2 ) 5
+
n2
vn = m2
42 ·5!m5r 4
n2 (m2 − n2 )
+ 4!m4 r (2vm
cm + ,
)2
n2 ( m2 − n 2 )(4m2 − n2)
+ 6!m 6r 2
+ (2v m ) + 。
由这两个公式可推导出明安图的九个公式和董■诚的四个公式,其中包括正弦和反正弦的幂级数展开式,正矢和反正矢的幂级数展开式以及圆周率π的无穷级数表达式等。
项名达的另一项成就是得到求椭圆周长的公式
1 2 12 ·3 4 12 ·32 ·5 6
p = 2πa(1 - 22 e - 22 ·42 e - 22 ·42 ·62 e - ),
式中P为椭圆周长,e为椭圆离心率,e 2 =
a 2 - b2
a2
,a与b为椭圆半长轴与半
短轴。这是中国在二次曲线研究方面最早的重要成果。他还据此推出圆周率倒数公式:
1 = 1
1 12 ·3 12 ·32 ·5
(1 − − − − )。
π 2 22 22 ·42 22 ·42 ·62
项名达与戴煦还共同讨论求二顶式 n 次根的简法,在《开诸乘方捷术》中创立了逐次逼近法以及用来开 n 次方的递推公式
na n a
k = k
(n − 1)an + A
ak+1
(当a n 稍大于A时,k = 1,2,3, ),
nA
(n + 1)A - an
= ak
ak +1
(当a n 稍小于A时,k = 1,2,3, )。
按上述公式逐次求得的a k+1,即为n A的准确到不同程度的近似值。他1
还提出了幂指数为 n 的二项式定理,戴煦后来在此基础上发现有理指数幂
二项式定理。《勾股六术》与《三角和较术》内容浅显易懂,是项名达为初学者撰写的数学入门书。在这两卷书中,对于勾股形、平面三角形及球面三角形的各边及其和、差的互求关系,做了较系统的分类与总结。
项名达在哲学思想上崇尚陆王心学,取法于罗洪先和罗汝芳,主静, 甘淡泊,提倡致良知。他一生淡于功名利禄,乐于教授生徒,尤其醉心于研究数学,几乎达到了废寝忘食的地步。他的一位朋友形容他“时虽寒暑饥渴不暇顾,苟有得,则欣然意适,若无可喻于人”。在数学思想上,项名达主张中西术“须一体视之,不可有门户之见”。他认为研究数学最可贵的就是要有创造精神,要能够“推见本原,融会以通其变,竟古人未竟之绪,而发古人未发之藏耳”。从根本上说,他所追求的目标是具有一般性和抽象性的结果,这在推导二项展开式,弦矢公式及椭圆周长公式的思路和方法上都有所体现,并在不少方面接近了微积分学。他的关于多维几何体的想法,甚至可以说超越了所处的时代。项名达是一位学识渊博的学者,很受当时学术界,特别是数学界的敬重。他与许多数学家都相友善, 尤其与戴煦是忘年交。他的学生夏鸾翔也是一位著名数学家。晚清时期最
负盛名的数学家如李善兰、华蘅芳等都曾对项名达的工作给予高度的评价。