第七章 高次方程數值解法
第二節 開立方
《隋書·律曆志》說祖沖之「又設開差冪、開差立,兼以正負參之,指要精密,算氏之最也。」錢寶琮認為,開差冪是開長、寬有差的長方形面積,開差立是開長、寬、高有差的長方體體積。設寬x,長x+k,高x+l,則x(x+k)=A或x2+kx=A是帶從平方,就是開差冪。而x(x+k)(x+l)=A或x3+(k+l)x2+klx=A就是開差立。如果k、l有一個或兩者都是負數,則x2、x的係數可能為負,這就是要兼以正負參之的原因所在。就是說,祖沖之已能解決負係數帶從平方、立方問題。可惜他的著作已失傳。目前所傳最早開帶從立方問題出現在王孝通《緝古算經》中,他解決了形如x3+ax2+bx=A及x4+ax2=A的求解問題,其中a、A>0,b≥0。後者通過兩次開平方解決。賈憲的立成釋鎖立方法是與現今無異的開立方法。https://read•99csw.com
明白了開方術,這段文字並不難理解。這裏作五行布算:議得(根)、實、法、中行、借算。劉徽以立體模型給開立方以直觀幾何解釋。開立方是已知一正方體的體積求其邊長。設其根為n+1位,以根的一位得數的立方103na13減實A,便是從體積為A的正方體中減去以10na1為邊長的正方體。A-103na13便是其剩餘部分,它由三種七塊立體組成,如圖28(1)。第一種是角上的小正方體,如圖28(2),其體積為103n-3x13;第二種是三塊扁狀小長方體,每一塊體積為(10na1)210n-1x1=103n-1a12x1,如圖28(3);第三種是三塊條狀小長方體,每一塊體積為10na1(10n-1x1)2=103n-2a1x12,劉徽稱為三長廉,如圖28(4),廉是邊的意思。因此要求x1相當於求減根方程103n-3x13+3·103n-2a1x12+3·103n-1a12x1=A-103na13的正根,這實際上是一個開帶從立方問題。https://read.99csw.com九_九_藏_書九*九*藏*書

圖28 開立方術示意
《九章算術》也提出了開立方的完整程序。
開立方術曰:置積為實。借一算步之,超二等。議所得,以再乘所借一算為法,而除之。除已,三之為定法。復除,折而下。以三乘所得數置中行。復借一算置下行。步之,中超一,下超二等。復置議,以一乘中,再乘下,皆副以加定法。以定法除。除已,倍下、並中從定法。復除,折下如前。開之不盡者,亦為不可開。若積有分者,通分內子為定實。定實乃開之,訖,開其母以報除。若母不可開者,又以母再乘定實,乃開之。訖,令如母而一。