中国人在世界上最早创立了不定方程和解一次不定方程的通法
《九章算术》是我国一部很古老的数学书,它系统总结了战国、秦汉时期的数学成就,它的写成,一般公认在公元初年。
该书方程章第十三题是有名的“五家共井”问题,它的内容是:五户人家合用一口井,若用甲家的绳2条,乙家的绳1条接长;从井口放下去,正好抵达水面;另外或用乙家的绳3条,丙家的1条,或用丙家的4条,丁家的1条;或用了家的5条,戊家的1条;或用戊家的6条,甲家的1条接长,也都一样正好抵达水面,问井的深度及各家的绳长各为多少?
由于原题包含有两个以上的未知量,它没有给出答案的范围和别的特定条件,因此排出方程后有无穷多组解,这样的方程就叫作“不定方程”。如果该题的长度单位为寸,那末它的最小正整数解如下:
井深721寸,甲家的绳长为265寸,乙家的长191寸,丙家的长148寸,丁家的长129寸,戊家的长76寸。
西方最早研究不定方程的人是古希腊亚历山大里亚城的丢番都,时间约在公元4世纪。他比《九章算术》的年代要迟300多年,可以说,“五家共井”问题是世界最早的不定方程。
到了13世纪,我国宋朝的数学家秦九韶在他所著的《数书九章》(公元1247年)中提出了“大衍求一术”,实际上这就是解一次不定方程的通法,而欧洲到了18世纪,才由瑞士数学家欧拉创立了一次不定方程的一般解法。
秦九韶的“大衍求一术”,不但远比欧洲发明得早,有其历史上的崇高地位,而且在方法上也比欧洲人的办法来得简洁、具体,易于作数值计算。直到现在,与现代数论里头的“一次同余式”的方法相比较,仍有其优越性。所以这个算法一贯被欧美学者所推崇,称为“中国剩余定理”。