Transcript Document

‫به نام آنکه علم را آفرید‬
‫غیاث ال ّدین جمشید کاشانی‬
‫ترم اول ‪87-88‬‬
‫زیر نظر دکتر آقایی‬
‫گرد آورندگان‪:‬‬
‫سمیرا ص ّدیقین‬
‫فائزه ترکیان‬
‫سارا رضایی‬
‫مریم ره افروز‬
‫خالصه زندگی نامه ی کاشانی‬
‫‪ ‬غیاث الدین جمشید کاشانی ریاضیدان عالی قدر و محاسبی ماهر و منجمی‬
‫‪ ‬زبر دست و مؤلفی توانا و مخترع آالت دقیق رصد بود و به حق می توان‬
‫‪ ‬او را از برجسته ترین ریاضیدانان دوره ی اسالمی دانست‪ .‬از مهمترین‬
‫‪ ‬تألیفات وی می توان به زیج خاقانی‪ ،‬مفتاح الحساب ‪،‬رساله ی محیطیه و‬
‫‪ ‬رساله ی وتر و جیب اشاره کرد‪ .‬وی آلت“طبق المناطق“ را برای عروض‬
‫‪ ‬کواکب اختراع کرد و کتاب ”نزههَ الحقایق“ را در شرح آن نوشت‪.‬‬
‫‪‬از جمله شاهکارهای ریاضی او اختراع کسرهای اعشاری‬
‫‪‬است‪.‬وی عدد پی یعنی نسبت محیط دایره به قطر آن را با‬
‫‪‬دقتی که تا ‪ 150‬سال بعد از وی در دنیا بی رقیب ماند‬
‫‪‬حساب کرد‪.‬جیب زاویه ی یک درجه را با روش تکراری‬
‫‪‬حل نوعی معادله ی درجه سوم به وجه بسیار جالب توجهی‬
‫‪‬که تا زمان وی سابقه نداشت به دست آورد‪.‬‬
‫نگاهی به مقدمه ی مفتاح الحساب‬
‫‪ ‬در مقدمه مفتاح الحساب تعاریف زیر جلب توجه می کند‪:‬‬
‫‪ .I‬موضوع علم حساب عدد است و عدد در شمردن بکار می آید و مشتمل‬
‫است بر واحد و آنچه از آن تألیف می شود و به اعتبار کمیت ذاتی یعنی‬
‫اگر به عدد دیگر مضاف نشود آن را صحیح می نامند مانند یک‪,‬دو‪,‬‬
‫پانزده وغیره‪ .‬و به اعتبارکمیت اضافی یعنی اگر به عدد دیگر مضاف‬
‫شود آن را کسر می گویند‪ .‬و عدد منسوب الیه را مخرج می خوانند مانند‬
‫یک از دو(کالواحد من االثنین) آن نصف است و سه از پنج (کالثالثه من‬
‫الخمسه)و آن سه پنجم است‪.‬‬
‫‪ .II‬عدد مفرد عددی است که فقط در یک مرتبه واقع شود‪(.‬یعنی از یکی از‬
‫ارقام نه گانه و احیانا یک یا چند صفر تشکیل گردد)مانند‬
‫‪.1,2,20,90,30000‬‬
‫‪.III‬‬
‫‪.IV‬‬
‫‪.V‬‬
‫‪.VI‬‬
‫‪.VII‬‬
‫عدد مجرد ‪,‬واحد در هرر مرتبره ای کره واقرع شرود عردد مجررد نامیرده مری‬
‫شود مانند ‪( 1,10,1000‬یعنی یکی از قوای صحیح عدد ‪.)10‬‬
‫عرردد مرکررب عررددی اسررت کرره در دو مرتبرره یررا بیشررتر واقررع شررود ماننررد‬
‫‪.11,133‬‬
‫زوج الزوج عددی است که بتوان آن را آنقدر نصف کرد تا به یک رسید‬
‫مانند ‪(8,16‬یعنی یکی از قوای صحیح عدد ‪.)2‬‬
‫زوج الزوج و الفرد عددی است که زوج الزوج نباشرد ولری بریز از یرک‬
‫بار بتوان آن را نصف کرد مانند ‪(12,20‬یعنری حاصرل ضررب یرک عردد‬
‫فرد در یکی ازقوای عدد ‪.)2‬‬
‫زوج الفرررد عررددی اسررت کرره فقررط یررک بررار بترروان آن را نصررف کرررد ماننررد‬
‫‪( 10,30‬یعنی حاصل ضرب یک عدد فرد در ‪.)2‬‬
‫نگاهی به بابهای اول ودوم از مقاله ی اول‬
‫مفتاح الحساب‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫در آغاز باب اول کاشانی می گوید که حکمای هند برای عقود نه گانه ی‬
‫معروف نه رقم وضع کرده اند به این صورت ‪ 1,2,3,4,5,6,7,8,9‬و‬
‫سپس مراتب را تعریف می کند و می گوید‪“:‬مراتب عبارت است از‬
‫مواضع ارقام متوالی از راست به چپ روی یک سطر و موضع اول را‬
‫مرتبه ی یکان و موضع سمت چپ آن را مرتبه ی دهگان گویند‪“...‬و بعد‬
‫می نویسد‪“:‬و بدان که هر صورتی از صورتهای نه گانه اگر در مرتبه ی‬
‫اول واقع شود عالمت یکی از اعداد یک تا نه است واگر در مرتبه ی دوم‬
‫واقع شود عالمت یکی از عقود نه گانه ی عشرات است که عبارت اند از‬
‫‪ 90,...,10,20‬و اگر در مرتبه ی سوم واقع شود عالمت یکی از عقود نه‬
‫گانه ی مات است و به همین قیاس ‪“.‬‬
‫‪ ‬کاشانی در این باب از صفر به عنوان رقم یا عدد نام نمی برد اما بعد از‬
‫‪ ‬تعریف مراتب می نویسد‪“:‬و هر مرتبه ای که در آن عدد نباشد واجب است‬
‫‪ ‬که در آن صفری به شکل دایره ی کوچک قرار دهیم تا آنکه خللی در‬
‫‪ ‬مراتب حاصل نگردد“و نیز در باب دوم مقاله ی اول مفتاح در ضمن شرح‬
‫‪ ‬عمل ”تنصیف “وقتی می خواهد عدد ‪ 4000527‬را نصف کند می‬
‫‪ ‬گوید‪ 4“:‬را نصف می کنیم می شود ‪ 2‬و آن را زیر ‪ 4‬قرار می دهیم و‬
‫‪ ‬چون صفر نصف ندارد زیر آن یک صفر قرار می دهیم‪“...‬پس در اینجا‬
‫‪ ‬هم کاشانی صفر را عدد نمی شمرد و نمی گوید که نصف صفر صفر‬
‫‪ ‬است‪.‬‬
‫‪‬اما با این حال در باب سوم مقاله ی اول مفتاح هنگامی که از ضرب کردن‬
‫‪ ‬دو عدد در هم گفتگو می کند می گوید‪“:‬هر مرتبه ای که در آن صفر واقع‬
‫‪‬باشد‪...‬در حاصل ضرب جز ِء نظیر آن صفری قرار می دهیم ‪،‬زیرا حاصل‬
‫‪ ‬ضرب صفر در هر عدد دیگر صفر است“پس کاشانی در این موضع صفر‬
‫‪‬را عدد می شمردو از این هم مهمتر آن است که چنانکه بعداً خواهیم دید‬
‫‪ ‬وی صفر را به عنوان نماینده ی قوه به کار برده و به آن معنی یک عدد‬
‫‪ ‬واقعی داده است‪.‬‬
‫نگاهی به باب سوم مقاله ی اول مفتاح الحساب‬
‫‪‬‬
‫تعریف کاشانی از ضرب‬
‫عددهای صحیح‪:‬‬
‫‪” ‬ضرب کردن دو عدد صحیح عبارت از یافتن امثال یکی از آن دو‬
‫‪ ‬عدد است به عده ی آحاد عدد دیگر“‬
‫‪‬‬
‫تعریف جامع عمل ضرب‪:‬‬
‫‪“: ‬ضرب کردن دو عدد به دست آوردن عددی است که‬
‫‪ ‬نسبت آن به یکی از آن دو عدد مساوی باشد با نسبت دیگری به واحد‪.‬‬
‫‪ ‬سپس کاشانی چند قاعده برای عمل ضرب ذکر می کند و برای هر کدام‬
‫مثالی می آورد‪.‬‬
‫مثال ‪:1‬‬
‫‪ ‬برای ضرب کردن عدد ‪ 547800‬در عدد یک رقمی ‪ 4‬حاصلضربهای‬
‫‪ ‬جزء یعنی‪ 20=4 5 , 16 =4 4 , 28 =4 7 ,32 =8 4‬را‬
‫‪ ‬طوری مطابق با جدول زیر در دو سطر می نویسد که هر یک از ارقام‬
‫‪ ‬آنها به محاذات رقم هم مرتبه ی خود در عدد ‪ 5478‬قرار گیرد و پس از‬
‫‪ ‬جمع کردن اعداد حاصل ‪ ،‬صفرها را در مقابل حاصل جمع فرود می‬
‫‪ ‬آورد‪.‬‬
‫چهار‬
‫ضرب‬
‫در‪:‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫سطر‬
‫عمل‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪8‬‬
‫‪7‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪6‬‬
‫‪1‬‬
‫‪8‬‬
‫‪2‬‬
‫‪0‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪9‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪ ‬کاشانی در اینجا به این مطلب اشاره نمی کند که می توان یک عدد یک‬
‫‪ ‬رقمی را در یک عدد چند رقمی همانگونه که امروزه متداول است از‬
‫‪ ‬راست به چپ ضرب کرد ونتیجه را نوشت ‪.‬‬
‫‪ ‬ا ّما با اینکه وی این روش را برای مبتدیان تشریح نمی کند‪،‬می توان یقین‬
‫‪ ‬داشت که خود او این طریقه را بکار می بسته است‪.‬زیرا بعداً خواهیم دید‬
‫‪ ‬که کاشانی همین روش را برای ضرب کردن یک عدد یک رقمی در یک‬
‫‪ ‬عدد چند رقمی در موقع انجام دادن عمل تقسیم به کار می برد‪ ،‬وعالوه بر‬
‫‪ ‬این در دستگاه شمار شصتگانی همین روش را توصیه می کند و آن را‬
‫‪ ‬برای کسانی که مبتدی نیستند راه ساده ای می داند‪.‬‬
‫‪ ‬سپس کاشانی به بیان قاعده ی ضرب دو عدد چند رقمی می پردازد و‬
‫‪ ‬حاصلضرب ‪ 175 7806‬را به وسیله ی شبکه ی ضرب مطابق با شکل‬
‫‪ ‬زیر به دست می آورد‪.‬‬
‫‪6‬‬
‫‪1‬‬
‫‪7‬‬
‫‪0‬‬
‫‪6‬‬
‫‪8‬‬
‫‪0‬‬
‫‪7‬‬
‫‪8‬‬
‫‪4‬‬
‫‪2‬‬
‫‪5‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪4‬‬
‫‪6‬‬
‫‪3‬‬
‫‪5‬‬
‫‪7‬‬
‫‪9‬‬
‫‪4‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪3‬‬
‫‪5‬‬
‫‪5‬‬
‫‪0‬‬
‫‪6‬‬
‫‪6‬‬
‫‪3‬‬
‫‪1‬‬
‫! کاشانی ”شبکه ی ضرب ”را که از پیشینیان خود گرفته به صورت بهتری‬
‫در آورده و آن را ”شبکه ی مورّب ” نامیده است و حاصل ضرب‬
‫! ‪358 624‬را مطابق زیر حساب کرده است‪:‬‬
‫‪4‬‬
‫‪3‬‬
‫‪5‬‬
‫‪8‬‬
‫‪2‬‬
‫‪0‬‬
‫‪2‬‬
‫‪6‬‬
‫‪3‬‬
‫‪0‬‬
‫‪6‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪6‬‬
‫‪1‬‬
‫‪8‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪8‬‬
‫‪9‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫باالخره کاشانی حاصلضرب ‪ 2783 456‬را مطابق با شکل زیر به دست می آورد‪:‬‬
‫در این مثا ل حاصلضرب های جزء یعنی ‪ 6 2783‬و ‪ 5 2783‬و ‪4 2783‬‬
‫نوشته شده است‪.‬‬
‫‪3‬‬
‫‪8‬‬
‫‪7‬‬
‫‪6‬‬
‫‪5‬‬
‫‪4‬‬
‫‪8‬‬
‫‪8‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪4‬‬
‫‪8‬‬
‫‪5‬‬
‫‪4‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪5‬‬
‫‪1‬‬
‫‪3‬‬
‫‪0‬‬
‫‪4‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪8‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪8‬‬
‫‪9‬‬
‫‪6‬‬
‫‪4‬‬
‫‪0‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫نگاهی به باب چهارم مقاله ی اول مفتاح الحساب‬
‫‪‬تعریف کاشانی از تقسیم ‪:‬‬
‫در مورد عددهای صحیح عبارت است از‬
‫تجزیه ی مقسوم به اجزای متساوی که عده ی آنها مساوی با آحاد‬
‫مقسوم علیه باشد‪ ،‬هر یک از این اجزا را خارج قسمت گویند‪.‬‬
‫تعریف جامع عمل تقسیم ‪:‬‬
‫بدست آوردن عددی است که نسبت آن به‬
‫‪‬‬
‫واحد مساوی با نسبت مقسوم به مقسوم علیه باشد و یا به دست آوردن‬
‫عددی است که نسبت آن به مقسوم مساوی با نسبت واحد به مقسوم‬
‫علیه باشد‪.‬‬
‫در ‪4‬‬
‫افقی ‪0‬‬
‫خارج قسمت‬
‫باالی آن رسم می کنیم‬
‫نویسیم و‬
‫مقسوم را می‬
‫خطی ‪2‬‬
‫‪5‬‬
‫مقسوم‬
‫خطهای‪ 1‬قائم ‪4‬از هم‪7‬جدا‪2‬می ‪2‬‬
‫‪ ‬و ارقام آن را بوسیله ی‪2 6‬‬
‫سازیم‪.‬‬
‫نخستین مقسوم جزء‬
‫مقسوم‬
‫رسم می‬
‫چپافقی‬
‫خطی‬
‫علیه‬
‫وضع‬
‫نخستین‬
‫علیهعلیه‬
‫مقسوم‬
‫کنیم وبود‪،‬‬
‫کوچکتر‬
‫مقسوم‬
‫سمت‬
‫مقسومرقم‬
‫علیه از‬
‫مقسوم‬
‫باالیچپ‬
‫درسمت‬
‫سپسرقم‬
‫‪ ‬اگر‬
‫(مقسوم علیه)× ‪4‬‬
‫‪2 2‬‬
‫‪6‬‬
‫‪0‬‬
‫مقسوم بهعلیه‬
‫قبلی‬
‫دهیم و در‬
‫انتقال می‬
‫رقمی به‬
‫نخستیندریک‬
‫رارا‬
‫ارقام آن‬
‫وضعکه‬
‫باالینویسیم‬
‫قسمی می‬
‫مناسب به‬
‫راست ای‬
‫طرف فاصله‬
‫مقسوم‪14‬به‬
‫پایین‬
‫جزء=‬
‫باقیمانده‬
‫دومین مقسوم جزء‬
‫‪1‬‬
‫‪4 1‬‬
‫نویسیم‪.‬‬
‫می‬
‫گیرند‪،‬و در غیر این صورت (مثال ً درتقسیم‬
‫محاذات ارقام سمت چپ مقسوم قرار‬
‫مقسومباعلیه)× ‪0‬‬
‫(‬
‫عدد ‪ 2274126‬بر ‪ ) 565‬مقسوم‪ 0‬علیه‪0 0‬‬
‫باقیماندهب‬
‫اولین ی مناس‬
‫فاصله‬
‫مقسوم و‬
‫پایین‬
‫راست‬
‫در سمت‬
‫در را‬
‫را ‪)1‬‬
‫‪ ‬اگر فرض کنیم که رقم بعدی مقسوم (یعنی‬
‫دومین باقیمانده ی جزء=‪141‬‬
‫جزء‬
‫مقسوم‬
‫سومین‬
‫‪1‬‬
‫‪4‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫استثنای‬
‫به‬
‫مقسوم‬
‫چپ‬
‫سمت‬
‫ارقام‬
‫محاذات‬
‫به‬
‫آن‬
‫ارقام‬
‫که‬
‫جزء(می‬
‫طوری‬
‫نویسیم) فرود آورده باشیم ‪،‬دومین مقسوم جزء(یعنی ‪ )141‬درست به‬
‫یعنی ‪14‬‬
‫ی‬
‫مقسوم ‪1‬‬
‫وضع (‪1‬‬
‫قرار ‪3‬‬
‫محاذاتآن ‪0‬‬
‫در)× ‪2‬‬
‫علیه‬
‫مقسوممقسوم‬
‫قرار می(‬
‫جدول )‪،‬‬
‫وضع‬
‫گیرد‬
‫آخرین رقم سمت چپ‬
‫علیه‪.‬‬
‫گیرد‬
‫نخستینعلیه‬
‫دومین‬
‫کنونیرا)‬
‫قاعدهکنیمی‬
‫مطابق‬
‫یعنی) را (‬
‫یعنی ‪4‬‬
‫خارج‪8‬قسمت‪(2‬‬
‫خارج‬
‫چپ‬
‫سمت‬
‫دومینرقم‬
‫سپس‬
‫جزء و آن‬
‫پیدابا می‬
‫صفر) را‬
‫قسمت (‬
‫سپس‬
‫‪‬‬
‫مقسوم‬
‫آخرین‬
‫چپ ‪2‬‬
‫سمت ‪5‬‬
‫رقم=‪282‬‬
‫جزء‬
‫اولینی‬
‫باقیمانده‬
‫سومین‬
‫رقم ‪1‬‬
‫رقم سمت‬
‫محاذات‬
‫مرسوم به‬
‫باالی (خط‬
‫باقیماندهدر‬
‫را‬
‫آخرینآن‬
‫سمتو‬
‫در یابیم‬
‫می‬
‫مطابق با‬
‫عمل را‬
‫نویسیم و‬
‫افقی) می‬
‫یعنی ‪4‬‬
‫جدولقسمت‬
‫خارجخارج‬
‫قبلی‬
‫راست‬
‫نویسیم‬
‫مقسوم )‬
‫راست مقسوم علیه‬
‫دهیم‪.‬‬
‫میمی‬
‫ادامه‬
‫علیه(رقم ‪ 4‬در جدول‬
‫آخرین وضع مقسوم‬
‫‪5‬‬
‫‪6‬‬
‫‪5‬‬
‫‪5 )565‬ضرب و حاصل (یعنی ‪ )2260‬را از قسمتی‬
‫‪ ‬و آن را در مقسوم‬
‫یعنی ‪6‬‬
‫علیه ( ‪5‬‬
‫سومین وضع مقسوم علیه‬
‫از مقسوم که به محاذات مقسوم علیه قرار دارد (یعنی از ‪ )2274‬کم می کنیم و‬
‫‪5‬‬
‫‪6‬‬
‫‪5‬‬
‫دومین وضع مقسوم علیه‬
‫‪)14‬یه را که نخستین باقیمانده ی جزء است می نویسیم‪.‬‬
‫باقیمانده (یعنی‬
‫اولین وضع مقسوم عل‬
‫‪5‬‬
‫‪6‬‬
‫‪5‬‬
‫تفاوت روش تقسیم کاشانی با‬
‫روش کنونی ‪:‬‬
‫ما امروزه مقسوم علیه را در سمت راست مقسوم طوری می نویسیم که با‬
‫مقسوم روی یک سطر قرار گیرد در صورتیکه کاشانی هر بار مقسوم‬
‫علیه را یک رقم به سمت راست انتقال می دهد به قسمی که هریک از‬
‫مقسوم های جزء درست به محاذات مقسوم علیه در همان تقسیم جزء قرار‬
‫می گیرد‪.‬‬
‫خالصه ی مطالب رساله ی محیطیه با‬
‫اصطالحات کنونی‬
‫‪G‬‬
‫‪ o‬اثبات قضیه ی زیرکه اساس ‪D‬‬
‫همه ی محاسبات بعدی کاشانی در رساله ی‬
‫مذکور است در اینجا آمده است ‪:‬‬
‫‪ o‬قضیه‪:‬‬
‫‪B‬‬
‫‪r‬‬
‫‪A‬‬
‫‪O‬‬
‫‪ o‬اگر روی نیمدایره ی به قطر ‪ AB=2r‬و به مرکز ‪ O‬قوس دلخواه ‪ AG‬را‬
‫در نظر بگیریم و وسط قوس ‪ GB‬را که مکمل قوس ‪ AG‬است نقطه ی ‪D‬‬
‫بنامیم و ‪ AD‬را رسم کنیم رابطه ی زیر برقرار است‬
‫‪o‬‬
‫‪AD ^2‬‬
‫)‪AG‬‬
‫‪r(2r‬‬
‫‪ ‬و نتیجه گرفته است که اگر شعاع دایره و طول وتر ‪ AG‬معلوم و نقطه ی‬
‫‪ D‬وسط قوس ‪ BG‬باشد می توان وتر ‪ AD‬را حساب کرد‪.‬‬
‫‪G‬‬
‫‪D‬‬
‫‪r‬‬
‫‪ ‬اگر اندازه ی قوس ‪ AG‬را بر حسب رادیان‬
‫‪O‬‬
‫‪B‬‬
‫‪ 2‬بنامیم و شعاع دایره را‬
‫واحد بگیریم خواهیم داشت‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪AG=2 Sin‬‬
‫‪A‬‬
‫‪+ -2 / 2) =2Sin( /4+ ‬‬
‫)‪/2‬‬
‫‪ ‬و رابطه ی‬
‫(‪/ 2‬‬
‫‪AD=2Sin ½(2‬‬
‫بصورت زیر در می آید‪:‬‬
‫‪/4 +‬‬
‫) ‪=4 Sin^2‬‬
‫‪2 + 2 Sin‬‬
‫و از آنجا‬
‫‪2‬‬
‫(‬
‫‪)1 + Sin‬‬
‫= )‪/4+ /2‬‬
‫( ‪Sin‬‬
‫‪D‬‬
‫‪ ‬در فصل دوم دایره ای به‬
‫‪Z‬‬
‫‪ ‬قطر ‪ AB=2r‬را در نظر می گیرد‪.‬‬
‫‪C0‬‬
‫‪C1‬‬
‫‪C2‬‬
‫‪H‬‬
‫‪ ‬قوس ‪ AG‬را مساوی با ‪ 60‬درجه‬
‫‪C3‬‬
‫‪B‬‬
‫‪ ‬اختیار می کند‪.‬‬
‫‪ ‬وسط قوس ‪ BG‬را نقطه ی ‪ D‬و وسط قوس ‪ BD‬را نقطه ی ‪ Z‬و وسط‬
‫قوس ‪ BZ‬را نقطه ی‪ H‬می نامد‪.‬‬
‫او می گوید با استفاده از قضیه ای که ثابت شد می توان وتر ‪ AD‬را از‬
‫روی ‪ AG‬و وتر‪ AZ‬را از روی ‪ AD‬و وتر ‪ AH‬را از روی ‪ AZ‬حساب‬
‫کرد و عمل را تا هر جا الزم باشد ادامه داد‪..‬‬
‫‪G‬‬
‫‪A‬‬
‫‪ ‬در واقع با اصطالحات و عالئم کنونی کاشانی روش محاسبه ی وتر های‬
‫روبروی قوسهای زیر را بیان کرده است‪:‬‬
‫‪AG=a =60‬‬
‫‪‬‬
‫‪AD=a1=180-60=120‬‬
‫‪AZ=a2=180-60/2=150‬‬
‫‪‬‬
‫‪AH=a3=180-60/(2^2)=165‬‬
‫‪ ‬و به طور کلی‬
‫‪‬‬
‫(**)‬
‫‪a n = 180 - 60‬‬
‫‪2 n‬‬
‫‪ ‬اگر وتر روبروی قوس ‪ a n‬را ‪ Cn‬بنامیم محاسبه ی هر یک از وتر‬
‫های ‪C n‬از روی وتر ما قبل آن ‪ Cn‬به وسیله ی قضیه ی مذکور انجام‬
‫می گیرد ‪.‬‬
‫( ‪)Cn (2 = r( 2r+C n‬‬
‫‪‬‬
‫‪ ‬و از آنجا‬
‫‪‬‬
‫) ‪Cn = r(2r+Cn‬‬
‫(*)‬
‫اکنون روی شکل وتر ‪ AM‬را ‪Cn‬‬
‫فرض می کنیم و وتر ‪ BM‬را ‪an‬‬
‫‪M‬‬
‫‪Cn-1‬‬
‫می نامیم‪.‬پس از آنکه ‪ Cn‬ازروی دستور‬
‫‪Cn‬‬
‫‪an‬‬
‫(*) حساب شد چون مثلث‬
‫‪B‬‬
‫‪ AMB‬قائم الزاویه است می توان‬
‫‪an‬یعنی ‪ BM‬را حساب کرد‪.‬‬
‫‪an= (2 r(^2 -)Cn)^ 2‬‬
‫‪N‬‬
‫‪n‬‬
‫‪A‬‬
‫‪ ‬ا ّما ‪ an‬درست مساوی با ضلع ‪ 3 2‬ضلعی منتظم محاطی است زیرا‬
‫با در نظر گرفتن تساوی (**) داریم‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪MB=180-AM=180-(180- 60 )= 60 = 360‬‬
‫‪n‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪n 1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪n 1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪ ‬پس قوس ‪ MB‬مساوی با ‪ 1/ 3 2n‬محیط دایره و وتر ‪ MB‬مساوی با‬
‫‪n‬‬
‫‪ ‬ضلع ‪ 3 2‬ضلعی منتظم محاطی است‪.‬‬
‫‪ ‬پس ‪:‬‬
‫‪ ‬به ازای هر مقدار دلخواه ‪( n‬صحیح و مثبت) می توان ‪ an‬یعنی‬
‫‪n‬‬
‫ضلع ‪ 3 2‬ضلعی محاطی را حساب کرد‪.‬‬
‫‪n‬‬
‫‪ ‬برای محاسبه ی ضلع‬
‫کرده است‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪n‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪ 3‬ضلعی منتظم محیطی کاشانی این گونه عمل‬
‫‪L‬‬
‫‪ 3‬ضلعی منتظم‬
‫‪ BM‬ضلع‬
‫محاطی است‪.‬‬
‫‪T‬‬
‫‪Cn‬‬
‫‪I‬‬
‫اگر وسط قوس‪ BM‬را نقطه ی‬
‫‪K‬‬
‫‪ T‬بنامیم‬
‫‪A‬‬
‫‪O‬‬
‫‪B‬‬
‫و ‪ OT‬را رسم کنیم تا ‪ BM‬را‬
‫در نقطه ی ‪ I‬قطع کند‬
‫و در نقطه ی ‪ T‬مماسی بر دایره رسم کنیم تا امتداد ‪ OM‬را در نقطه ی‬
‫‪ L‬و امتداد ‪ OB‬را در نقطه ی ‪ nK‬قطع کند ‪ KL ،‬ضلع‪ 3 2 n‬ضلعی‬
‫منتظم محیط بر دایره و مشابه با ‪ 3 2‬ضلعی منتظم محاطی مذکور‬
‫است‪.‬‬
‫‪M‬‬
‫کاشانی صحت رابطه ی‬
‫)‪OI/(OT-OI) = BM/(KL-BM‬‬
‫را ثابت کرده و گفته که چون ‪ OI‬نصف ‪ AM‬است اگر ‪ AM‬و ‪ BM‬معلوم‬
‫باشند می توان ‪ KL‬را به وسیله ی این رابطه حساب کرد‪.‬‬
‫بنابر این به ازای هر مقدار دلخواه ‪ n‬می توان ‪ KL‬یعنی ضلع‬
‫‪n‬‬
‫‪ 3 2‬ضلعی منتظم محیطی را به دست آورد‪.‬‬
‫‪ ‬در فصل سوم محیطیه وی می خواهد عده ی اضالع کثیراالضالع منتظم‬
‫محاطی را طوری تعیین کند که در دایره ای که قطرش ششصد هزار برابر‬
‫قطر کره ی زمین باشد اختالف بین محیط کثیر االضالع و محیط دایره به‬
‫یک مو نرسد ‪.‬‬
‫‪ ‬او واحد های زیر را برای طولها بکار می برد‪:‬‬
‫‪ 1‬فرسنگ = ‪ 12000‬ذراع(تقریبا ً ‪ 6‬کیلومتر)‬
‫‪1‬ذراع =‪ 24‬اصبع (تقریبا ً‪ 50‬سانتی متر )‬
‫‪ 1‬اصبع(انگشت)= ‪ 6‬برابر عرض یک دانه جو‬
‫ضخامت جو=‪ 6‬شعره‬
‫شعره = ضخامت موی یال اسب‬
‫‪ ‬کاشانی ‪:‬‬
‫‪ ‬دایره ای که قطرش ششصد هزار برابر قطر کره ی زمین باشد طول محیطز‬
‫نیز ششصد هزار برابر محیط کره ی زمین است و به فرض آنکه طول محیط‬
‫کره ی زمین ‪ 8000‬فرسنگ باشد محیط دایره ی مذکور را که ‪× 600000‬‬
‫‪ 8000‬فرسنگ است در ‪ 12000‬ضرب کرده تا بر حسب ذراع معلوم شود و‬
‫سپس حاصل را به ترتیب در ‪ 24‬و‪ 6‬و‪ 6‬نیز ضرب کرده تا اندازه ی محیط به‬
‫ترتیب بر حسب اصبع و ضخامت جو و عرض مو به دست آید و پس از آنکه‬
‫اندازه ی محیط دایره ی مذکور بر حسب مو معلوم شد یک درجه یعنی ‪1/360‬‬
‫آن را گرفته و نشان داده است که یک ثامنه{(‪}1/)60^8‬آن تقریبا ً مساوی با‬
‫‪4 /5‬ضخامت یک مو است‬
‫‪4 ~ 200 = 6 6 24 12000 8000 600000 ‬‬
‫‪5‬‬
‫‪243‬‬
‫‪)60^8( 360‬‬
‫‪ ‬و نتیجه گرفته که اگر محیطهای دو کثیر االضالع منتظم محاطی و محیطی را‬
‫طوری استخراج کند ‪،‬که تفاوت بین دو محیط به یک ثامنه نرسد منظور حاصل‬
‫میشودو به این نتیجه رسیده که باید در دایره ی به شعاع ‪ 60‬واحد کثیراالضالعی‬
‫محاط کند که طول هر ضلع آن از ‪ 8‬رابعه ((‪ )8/)60^4‬بیشتر نباشد و جدولی‬
‫تشکیل داده که در یک طرف آن ‪ 120‬درجه را ‪ 28‬بار نصف کرده و در طرف‬
‫دیگر آن عده ی اضالع کثیر االضالع را ابتدا از مثلث ‪ 28‬بار دو برابر کرده و‬
‫عده ی اضالع آن را‬
‫‪28‬‬
‫‪3 2 = 805306368‬‬
‫‪‬‬
‫‪28‬‬
‫‪ ‬یافته است و باالخره به این نتیجه رسیده که باید طول ضلع ‪ 3 2‬ضلعی‬
‫منتظم محاط در دایره ی به شعاع ‪ 60‬واحد را حساب کند(در محیطیه محاسبات‬
‫در دستگاه شصتگانی است) و نشان داده که برای آنکه نتیجه ی محاسبات دقیق‬
‫باشد باید هر عمل را در دستگاه شصتگانی تا مرتبه ی ثامنه عشر ((‪)1/)60^18‬‬
‫ادامه دهد‪.‬‬
‫محاسبه ی مقدار ∏‬
‫‪ ‬در فصل هشتم محیطیه کاشانی مقدار محیط دایره را به فرض آنکه شعاع‬
‫آن واحد باشد یعنی در واقع مقدار ∏ ‪2‬را در دستگاه شمار دهگانی و با‬
‫کسرهای اعشاری که اختراع خود اوست به دست آورده به این شرح‪:‬‬
‫‪ 2831853071795865‬ر ‪2 ∏ =6‬‬
‫همه ی شانزده رقم اعشاری این عدد دقیق است و این نهایت دقت کاشانی‬
‫رادر محاسبه می رساند‪ .‬برای آنکه در اثر اهمال نسخه نویسان در ارقام‬
‫این عدد خللی وارد نیاید و ضمنا ً در حین محاسبه بتوانند از مضارب ∏ ‪2‬‬
‫استفاده کنند کاشانی مقدار∏ ‪ 2‬را در اعداد صحیح از ‪ 1‬تا ‪ 10‬ضرب و‬
‫حاصلها را در جدولی ثبت کرده است‪.‬‬
‫تفسیر رساله ی وتر وجیب کاشانی با‬
‫اصالحات و عالئم کنونی‬
‫‪ ‬مطالب رساله ی مذکور را می توان به دو جزء تقسیم کرد‪:‬یکی روش به‬
‫دست آوردن معادله ی مسئله یعنی معادله ی‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫) ‪ a )+x )/( 3 60‬سادسه)) = ‪x‬‬
‫)‪(1‬‬
‫‪‬‬
‫‪ ‬که در آن مجهول ‪ x‬وترقوس دو درجه از دایره است و یکی دیگر‬
‫چگونگی حل این معادله با روش کاشانی که قسمت مهم و اساسی رساله ی‬
‫مذکور است‪.‬‬
‫به دست آوردن معادله ی (‪: )1‬‬
‫‪.i‬‬
‫‪C‬‬
‫نیمدایره ای به مرکز ‪H‬‬
‫و به قطر ‪ AHG‬مساوی‬
‫‪B‬‬
‫با ‪ 2r‬رسم می کنیم‬
‫و فرض می کنیم‬
‫‪r‬‬
‫‪H‬‬
‫‪A‬‬
‫که‬
‫وتر رو به روی قوس دو درجه = وتر ‪ = CD‬وتر ‪ = BC‬وتر ‪AB‬‬
‫پس ‪ AD‬وتر قوس ‪ 6‬درجه است‪.‬کاشانی ابتدا جیب ‪ 3‬درجه را از روی‬
‫تفاضل جیب ‪ 18‬درجه و جیب ‪ 15‬درجه که قبالً آنها را می دانسته به دست‬
‫آورده و آن را در ‪ 2‬ضرب کرده و وتر قوس ‪ 6‬درجه یعنی طول ‪AD‬‬
‫رامساوی با عدد زیر دردستگاه شمار شصتگانی حساب کرده است‬
‫‪a)=6;16,49,7,59,8,56,29,40‬ثامنه) = ‪AD‬‬
‫‪D‬‬
‫‪G‬‬
‫‪D‬‬
‫‪ ‬و وتر روبروی قوس دو درجه یعنی‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪C‬‬
‫‪AB=BC=CD‬‬
‫تشکیل دادن معادله ی مسئله به این طریق‬
‫را ‪ x‬معنی مجهول مسئله گرفته وبرای ‪B‬‬
‫عمل کرده ‪:‬از قضیه ی بطلمیوس در چهار ضلعی محاطی ‪ ABCD‬حاصل می‬
‫شود‪:‬‬
‫‪r‬‬
‫‪G‬‬
‫‪H‬‬
‫‪R A‬‬
‫‪AB.CD+BC.AD=AC.BD‬‬
‫و چون ‪ AB=BC=CD‬و ‪ AC=BD‬پس‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪AB+BC AD=AC‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫(‪)2‬‬
‫یعنی ‪ (=AC=BD‬وتر ‪ 6‬درجه) ‪x + x‬‬
‫اکنون اگر از قطر ‪ AG‬طول ‪ GR‬را مساوی با ‪ CG‬جدا کنیم‬
‫و پاره خطهای ‪BG‬و ‪ BR‬را رسم کنیم از دو مثلث متشابه ‪ ABH‬و‪ ARB‬نتیجه‬
‫می شود‬
‫‪ AR/AB=AB/AH‬و از آنجا‬
‫‪2‬‬
‫‪AB/r=AR‬‬
‫‪ ‬بنابراین اگر شعاع دایره را ‪ 60‬واحد بگیریم داریم‪:‬‬
‫‪2‬‬
‫‪GR=AG -AR=120-AB/60‬‬
‫‪‬‬
‫‪ ‬ازطرف دیگردرمثلث قائم الزاویه ی ‪ ACG‬با درنظرگرفتن رابطه باال و‬
‫‪ ‬اینکه ‪ GC=GR‬داریم‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫)‪AC=AG – GC =(120)-(120-AB/60‬‬
‫یعنی‬
‫‪4‬‬
‫‪2‬‬
‫‪C‬‬
‫‪2‬‬
‫‪AC=4AB-AB/3600‬‬
‫‪A‬‬
‫‪R‬‬
‫‪G‬‬
‫‪2‬‬
‫اکنون اگر در رابطه ی آخر مقدار‪ AC‬را از رابطه ی( ‪ )2‬بگذاریم حاصل‬
‫می شود‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪4‬‬
‫‪(= 4 x - x /3600‬وتر ‪ 6‬درجه) ‪x + x‬‬
‫که پس از تقسیم کردن طرفین بر ‪ x‬و ساده کردن‪:‬‬
‫‪3‬‬
‫‪ =3 x – x / 3600‬وتر ‪ 6‬درجه‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪( )60( + x‬وتر ‪ 6‬درجه ) = ‪3 )60 ( x‬‬
‫‪ ‬ا ّما‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪ a‬سادسه = ( ‪ a ( ) 60‬ثامنه ) = ( ‪( ) 60‬وتر ‪ 6‬درجه )‬
‫پس داریم‪:‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪ a( +x‬سادسه ) = ‪3 )60 ( x‬‬
‫و از آنجا‬
‫‪a ( + x 3‬سادسه) = ‪x‬‬
‫‪2‬‬
‫( ‪3 )60‬‬
‫روش کاشانی در حل معادله ی (‪)1‬‬
‫‪ ‬شرح روش بدیع و جالب توجه کاشانی برای حل معادله ی (‪:)1‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫معادله ی (‪ )1‬را برای سهولت به شکل زیر می نویسیم‪:‬‬
‫‪x=q+x3‬‬
‫َ(‪)1‬‬
‫‪p‬‬
‫‪2‬‬
‫‪p= 3,0,0‬‬
‫در دستگاه شصتگانی ‪p = 3 ) 60( :‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪q = 6 , 16 , 49 ;7 , 59 , 8 , 56, 29 , 40‬‬
‫‪ ‬یعنی در دستگاه اعشاری‬
‫‪2‬‬
‫‪q= 6 )60 ( + 16 ) 60(+ 49 + 7/60 + 59 / ) 60(2‬‬
‫‪4‬‬
‫‪3‬‬
‫‪5‬‬
‫‪+80 / ) 60( + 56 / ) 60(+29 / ) 60(+‬‬
‫‪40 / ) 60(6‬‬
‫فرض می کنیم جواب معادله ی َ ( ‪ ) 1‬در دستگاه شصتگانی به صورت‬
‫…‪x = a+b+c+‬‬
‫باشد که در آن …‪ a,b,c,‬ارزش نسبی ارقام شصتگانی عدد ‪x‬هستند‪.‬باید‬
‫…‪ a,b,c,‬را یکی پس از دیگری تعیین کنیم‪.‬چون ‪ x‬وتر روبروی قوس ‪2‬‬
‫درجه است مقدار آن نسبت به شعاع دایره که ‪ 60‬فرض میشود کوچک‬
‫است و مکعب آن یعنی‪ x 3‬بسیار کوچک است و می توان در تقریب اول‬
‫‪2‬‬
‫مکعب آن (که باید درمعادله ی اصلی بر‪ 3 60‬نیز تقسیم شود ) صرف‬
‫نظر کرد و ‪ x‬را تقریبا ً مساوی با ‪ q/p‬گرفت‪.‬پس نخستین مقدار تقریبی‬
‫‪ x ‬که آن را ‪ x1‬می نامیم عبارت است از‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪x1=q/p ~ a‬‬
‫معلوم می شود‪:‬‬
‫‪2‬‬
‫‪x1= 6 × )60 ( + 16 )60( + 49 +...‬‬
‫‪)60 (2× 3‬‬
‫یا‬
‫‪x1= 2 + 16×) 60( + 49 + ...‬‬
‫‪3 × )60 ( 2‬‬
‫پس ارزش نسبی نخستین رقم شصتگانی ‪ x‬مساوی با ‪ 2‬درجه (واحد)است‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫پس از یافتن ‪ a‬در طرف چپ معادله ی َ ( ‪ ) 1‬به جای ‪ x‬مقدار …‪a+b+‬‬
‫را که به حقیقت نزدیکتر است و در طرف راست آن مقدار تقریبی ‪ a‬را‬
‫قرار میدهیم ‪:‬‬
‫‪a+b+…= q+a 3‬‬
‫‪p‬‬
‫‪3‬‬
‫‪b+…= q-ap+a‬‬
‫از آنجا‬
‫‪P‬‬
‫یعنی (ساده شده)‪b+…= 5 / )60( + 1 × )60(+ 49 + ... + 8 :‬‬
‫‪3 × ) 60 ( 2‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫پس ارزش نسبی دومین رقم شصتگانی ‪ x‬مساوی با ‪ 5/60‬یعنی ‪5‬دقیقه‬
‫است‪.‬پس دومین مقدار تقریبی ‪ x‬که آن را ‪ x2‬می نامیم تعیین شد‪.‬‬
‫‪x2= a+b‬‬
‫برای تعیین ارزش نسبی سومین رقم در طرف چپ معادله ی َ ( ‪ ) 1‬به‬
‫جای ‪ x‬مقدار …‪ a+b+c+‬را که به حقیقت نزدیکتر است و در طرف‬
‫راست آن مقدار تقریبی ‪ a+b‬را قرار می دهیم‪:‬‬
‫‪3‬‬
‫=…‪a+ b+c+‬‬
‫)‪q+(a+b‬‬
‫‪3 3‬‬
‫‪3‬‬
‫‪p‬‬
‫] ‪c+…= )q-ap+a ) - bp+[(a+b)-a‬‬
‫از آنجا (در نهایت)‪:‬‬
‫‪p‬‬
‫‪c = 39 / ) 60 (2‬‬
‫پس از محاسبه ‪:‬‬
‫پس سومین مقدار تقریبی ‪ x‬که آن را ‪ x3‬می نامیم تعیین شد‪:‬‬
‫‪x3= a+b+c‬‬
‫با این روش می توانیم ارزش نسبی سایر ارقام شصتگانی ‪ x‬را تا هر کجا‬
‫بخواهیم حساب کنیم و به این ترتیب حاصل می شود‪:‬‬
‫‪x1= a‬‬
‫‪3‬‬
‫‪3‬‬
‫‪x2=(q+a ) /p= [q+(x1) ] / p‬‬
‫‪:‬‬
‫‪3‬‬
‫‪xn=[q+( xn-1) ] / p‬‬
‫به دست آوردن ‪Sin 1‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫کاشانی با روش فوق وتر روبروی قوس دو درجه را در دستگاه شصتگانی‬
‫تا رقم تاسعه ی آن حساب کرده است‪:‬‬
‫= وتر روبروی قوس دو درجه‬
‫‪2 ; 5 ; 39 , 26 , 22 , 29 , 28 , 32, 52 , 33‬‬
‫وآن را نصف کرده و جیب یک درجه را به دست آورده است‪.‬‬
‫= ‪ = 60sin 1‬جیب یک درجه‬
‫‪1 ; 2 , 49 , 43 ,11, 14, 44 , 16, 26 ,17‬‬
‫اگر مقدار مذکور را به ‪ 60‬تقسیم کنیم و حاصل را در دستگاه شمار‬
‫دهگانی بنویسیم سینوس یک درجه با ‪ 22‬رقم اعشاری به دست می آید‪:‬‬
‫‪ 0174524064372835103712‬ر‪sin 1 = 0‬‬
‫‪‬‬
‫که هفده رقم اعشاری آن با مقدار واقعی سینوس یک درجه موافق است‪.‬‬
‫کاشانی و کسرهای اعشاری‬
‫کاشانی برای نوشتن کسرهای اعشاری به چند طریق زیر عمل کرده و‬
‫اگرچه او ممیز را اختراع نکرده ولی کسرهای اعشاری را تقریبا ً به شکلی‬
‫که امروزه معمول است می نوشته است‪.‬‬
‫وی قسمتهای صحیح و اعشاری را با رنگهای مختلف مثالً سیاه و سرخ‬
‫روی یک سطر می نوشته و یا قسمت صحیح را با خط ریز و قسمت‬
‫اعشاری را با خط درشت می نوشته و یا اینکه اسامی صحیح و کسر را‬
‫باالی قسمتهای صحیح و کسری ثبت می کرده و آنها را با خط قائم از‬
‫‪ ‬یکدیگر جدا می نموده است ‪.‬مثال ً ‪ 25‬ر‪ 420‬را اینگونه نوشته‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫صحیح‬
‫کسر‬
‫‪420‬‬
‫‪25‬‬
‫گاهی نیز پس از نوشتن عدد نام آخرین مرتبه ی اعشاری را ثبت می کرده‬
‫و با این روش کامال ً می توان قسمت صحیح عدد را از قسمت اعشاری آن‬
‫تشخیص داد ‪.‬مثال ً کاشانی عدد ‪ 3489‬ر‪ 83‬را بصورت زیر نوشته است‪:‬‬
‫‪ 833489‬رابع االعشار یعنی رقم ‪ 9‬سمت راست از جنس‬
‫اعشار چهارم (ده هزارم) است و یا به عبارت دیگر عدد چهار رقم‬
‫اعشاری دارد‪.‬ارقام اعشاری آن=‪ 3489‬و قسمت صحیح آن= ‪83‬‬