先师如何用勾股(先师周公铅垂线勾股如何用)

上面连续三期,我们讲到了周公与商高见面后,问了商高“如何测量天高?”与“数从哪里来?”两个问题,商高都一一解答
周公对商高的回答非常满意,不仅赞道“大哉言数”,这里“大”指的是“到了顶点”,“哉”表示感叹词, 周公的意思是“你所谈论的数的道理太深刻了”,言外之意是受益匪浅,对商高赞许有加
商高回答“数从哪里来”时屡次讲到了一个古代的工具——矩,用现代的话说“矩”就是木工用的木工尺,就是由构成一个直角的两根木条组成
周公对商高谈到的“矩”非常感兴趣,对于“矩”周公当然也是知道的,施工中是经常用到的,虽然周公没有干过木匠活,但是对“矩”也是略知一二
听到商高把矩说这么神乎
不禁又追问“请问用矩之道?”请你具体说说使用矩的方法吧
商高曰:平矩以正绳,偃矩以望高,覆矩以测深,卧矩以知远,环矩以为圆,合矩以为方
方属地,圆属天,天圆地方
方数为典,以方出圆,笠以写天
天青黑,地黄赤,天数之为笠也
青黑为表,丹黄为里,以象天地之位
是故,知地者智,知天者圣
智出于句,句出于矩
夫矩之于数,其裁制万物,惟所为耳
周公曰:善哉
商高回答中的“环矩以为圆,合矩以为方”在上一期《数如何出于方圆》中已经讲过,后面的“方属地,圆属天…”则是一种中国古人的象数观念,是赋予数以神秘数学哲理的一种认识,其科学成份较少,我们这里不再论述
我们专门探讨“平矩以正绳,偃矩以望高,覆矩以测深,卧矩以知远
一、平矩以正绳先扯出一条铅垂线,铅垂线与水平面垂直
然后把矩的一边与铅垂线重合,那么另一边就是水平线
这就是平矩以正绳
用这种方法,就可检验拉出的绳子是否保持水平
在施工中找出水平是非常重要的,水平与否决定建筑物是否稳固
利用“平矩以正绳”就轻松解决
二、偃矩以望高商高说的“偃矩”中的“偃”同“仰”,即抬头向上看
如图所示
设矩的水平边长为a,人眼从a尺端仰望塔尖O时 看到铅垂边的刻度 b
量得人距塔脚为 , 眼高为 ,则有a:b=A:(x-h),∴塔高x=(b/a)A+h三、覆矩以测深商高说的“覆矩”中的“覆”同“俯”
即人向下看“矩”
如下图,测得人距离坑壁为A,眼高为h,则有a:b=A:(x+h),∴坑深x=(b/a)A-h四、卧矩以知远“卧矩以知远”中的“卧”是“平放”的意思,就是把“矩”平放在地面上
如图,设欲测河对岸目标O与人的距离x
将矩平放在水平面上使得a尺指向东西方向,然后西行A,直到看到目标O恰在正北方
因为a:c=A:x,所以目标距离x=(cA)/a,式中c可以线量得
另一种可能是通过矩的两端点取齐赖瞄准目标O点,,然后沿a边(勾)前行A直到OO'视线与b边(股)重合
此时a:A=c:x,∴x=(c/a)A根据商高说“勾广三、股修四,径隅五”的关系知道,x=(5/3)A,以上就是商高回答周公的使用“矩”的四种方法,为“平矩”、“偃矩”、“覆矩”、“卧矩”,分别用于“找水平”、“测高度”、“测深度”、“测远近”
大地之上可找水平,知远近
空间之中可求高度,知深度
几乎囊括了测量的所有需求
小小一矩,真是神奇
以小博大,用有限驾驭无限,这就是数学的迷人魅力
当商高给周公介绍了用“矩”的方法后,周公也被深深吸引,最后也发出“善哉”的千古盛赞
商高的高超智慧也让我们赞叹不已,他给我们留下的宝贵的数学财富让我们受益无穷,他的功绩我们当永远铭记
勾股先师商高(3)——数如何出于圆方?勾股先师商高(2)——如何测量天高勾股先师商高(1)——幸遇伯乐中国五行本质的数学哲理释义
先师如何用勾股(先师周公铅垂线勾股如何用)
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