Az Ahmesz matematikai papirusza (más néven Rinda papirusz vagy Rhind papirusz ) egy ókori egyiptomi aritmetikai és geometriai tankönyv a Középbirodalom tizenkettedik dinasztiájából (Kr. e. 1985-1795), amelyet az uralkodás 33. évében írtak át. Apopi király (1550 körül). Kr. e.) egy Ahmes nevű írnok által egy papirusztekercsen [ 1] . Egyéni kutatók[ ki? ] azt sugallják, hogy a XII. dinasztia papiruszát a Kr.e. III. évezred még ősibb szövege alapján lehetne összeállítani. e. Nyelv: közép-egyiptomi , írás: hieratikus .
Az Ahmesz papiruszt 1858-ban fedezték fel Thébában , és első tulajdonosa után gyakran nevezik Rhind (Rhind) papirusznak. 1887-ben G. Robinson és K. Schute [2] megfejtette, lefordította és kiadta a papiruszt . A kézirat nagy része jelenleg a British Museumban van . Két részből áll: BM 10057 (32 cm × 295,5 cm) és BM 10058 (32 cm × 199,5 cm). Közöttük kell lennie egy körülbelül 18 cm hosszú darabnak, ami elveszett. Néhány, ezt a hiányt részben pótló töredéket 1922-ben fedeztek fel a New York-i Történelmi Társaság [3] múzeumában .
Az Ahmesz papirusza 84 probléma feltételeit és megoldásait tartalmazza, és a legteljesebb egyiptomi problémakönyv, amely máig fennmaradt. A Puskin Állami Szépművészeti Múzeumban található Moszkvai Matematikai Papirusz teljességében (25 feladatból áll) alulmúlja az Ahmes papiruszát, de korában felülmúlja azt.
Ahmesz papiruszának bevezető részében elmagyarázzák, hogy „minden dolgok tökéletes és alapos tanulmányozásának, lényegük megértésének, titkaik ismeretének” szentelték. A szövegben szereplő valamennyi feladat valamilyen szinten gyakorlatias jellegű, és alkalmazható az építkezésben, a telkek lehatárolásában és az élet és termelés egyéb területein. Ezek többnyire a háromszög, a négyszög és a kör területeinek megkeresésére, különböző egész számokkal és aliquot törtekkel végzett műveletekre , arányos osztásra, arányok megállapítására vonatkozó feladatok. Ezek közül sok megoldására általános szabályokat dolgoztak ki.
Ugyanakkor a papiruszban számos bizonyíték található arra vonatkozóan, hogy az ókori Egyiptomban a matematika túlnőtt a kizárólag gyakorlati szakaszon, és elméleti jelleget kapott. Tehát az egyiptomi matematikusok képesek voltak gyökeret verni és hatalomra emelni ismerik az aritmetikai és geometriai progressziót (az Ahmesz-papirusz egyik feladata a geometriai haladás tagjainak összegének megtalálása). Sok olyan probléma, amely az ismeretlennel rendelkező egyenletek (beleértve a négyzeteseket is) megoldásához vezet, egy speciális hieroglifa "halmaz" (a latin analógja , hagyományosan a modern algebrában) használatához kapcsolódik az ismeretlen jelölésére, amely a tervezést jelzi. az algebra alapjairól .
Az Ahmesz papirusz a moszkvai matematikai papiruszhoz hasonlóan azt mutatja, hogy az ókori egyiptomiak könnyen megbirkóztak egy háromszög területének mérésével, és viszonylag pontosan határozták meg a szám közelítését , míg az egész ókori Közel-Keleten háromnak tekintették. . A papirusz azonban az egyiptomi matematika hiányosságairól is tanúskodik. Például egy tetszőleges négyszög területét bennük úgy számítják ki, hogy megszorozzák két szemközti oldalpár hosszának fele összegét , ami csak speciális esetekben igaz (például egy téglalapban). A trapéz esetében ez a képlet helytelen, de az egyiptomiak ismerték és használták a helyes képletet. Emellett fel kell hívni a figyelmet arra a tényre is, hogy az egyiptomi matematikus csak aliquot törteket használ (az alakból , ahol természetes szám). Más esetekben a fajtört helyett egy szám és egy aliquot tört szorzata szerepelt , ami gyakran megnehezítette a számításokat, bár egyes esetekben megkönnyítette azokat.
Az egyiptomiak szorzást és osztást végeztek összegezéssel, duplázással és felezéssel . A kivonást úgy végeztük el, hogy a kivonatot hozzáadtuk a minuendhez. [4] Mindezen cselekvések jelölésére az egyiptomi nyelvben egy wAH igét használtak
|
(feltételesen olvassa el a „wah” vagy „wah” kifejezést, és azt jelenti, hogy „tedd”; „folytatás” stb.). Az xpr igét a számokkal végzett műveletek eredményének jelzésére használták.
|
(feltételesen olvasva: "heper", jelentése "megjelenni") vagy a dmD főnév
|
(feltételesen olvasva: "demage", jelentése "teljes"). A kívánt számot az aHa főnévvel jelöltük
|
(feltételesen olvasva "aha", jelentése "szám", "készlet").
Az egyiptomiak matematikai módszereinek értékelése előtt beszélni kell gondolkodásuk jellemzőiről. Jól kifejezi őket a következő kijelentés: "Annak ellenére, hogy a görögök az egyiptomiaknak tulajdonították a filozófusok bölcsességét, egyetlen nép sem idegenkedett az elvont elmélkedésektől, és nem volt olyan őszintén az anyagi érdekeknek szentelve, mint az egyiptomiak." A tudományok közül ez az állítás az egyiptomiak matematikájára a legalkalmasabb. Az egyiptomi nem úgy beszél és nem gondol a „nyolc” számról, mint elvont számról, hanem nyolc kenyérre vagy nyolc bárányra gondol. Kiszámolja a piramis oldalának dőlését, de egyáltalán nem azért, mert az érdekes, hanem azért, mert el kell magyaráznia a kőművesnek, hogyan kell majd a követ faragni (az 52 fokos ún. „szent szög” a határérték, amelynél a mészkő bélés nem esik le a piramis lépcsőiről saját súlya alatt). Ha felbomlik -ra , az egyáltalán nem azért van, mert tetszik neki, hanem egyszerűen azért, mert előbb-utóbb összeadáskor törttel találkozik, és mivel nem tudja, hogyan kell összeadni azokat a törteket, amelyek számlálója nagyobb egynél, szüksége lesz a fent megadott lebontás . [5]
Mivel az ókori egyiptomiak még nem ismerték a szorzótáblát , minden számítás rendkívül nehézkes volt, és több lépésben végezték el. Az olyan műveletek végrehajtásához, mint a szorzás vagy osztás, a következő módszert használták [4] :
Szorzás
Az osztást nem mindig a törtszámok keresésével társították, ebben az esetben a második sorból azt a minimális számot választottuk ki, amely összességében a feladat feltételei és a feladat megoldása által adott legnagyobb számot adná. ebben az esetben az első sor megfelelő számainak összege lenne.
További műveletekAz egyiptomi törteket a rokonságot kifejező r elöljárószó közvetítette . Hieroglifán ezt az elöljárószót a jel továbbította
|
Például így írták:
|
Az egyiptomi frakciókat alikvotokra osztották fel . Kivételként az ókori egyiptomiak két szimbólummal jellemezték a törteket és :
|
és
|
illetőleg.
2/3 = 1/2 + 1/6 | 2/5 = 1/3 + 1/15 | 2/7 = 1/4 + 1/28 |
2/9 = 1/6 + 1/18 | 2/11 = 1/6 + 1/66 | 2/13 = 1/8 + 1/52 + 1/104 |
2/15 = 1/10 + 1/30 | 2/17 = 1/12 + 1/51 + 1/68 | 2/19 = 1/12 + 1/76 + 1/114 |
2/21 = 1/14 + 1/42 | 2/23 = 1/12 + 1/276 | 2/25 = 1/15 + 1/75 |
2/27 = 1/18 + 1/54 | 2/29 = 1/24 + 1/58 + 1/174 + 1/232 | 2/31 = 1/20 + 1/124 + 1/155 |
2/33 = 1/22 + 1/66 | 2/35 = 1/30 + 1/42 | 2/37 = 1/24 + 1/111 + 1/296 |
2/39 = 1/26 + 1/78 | 2/41 = 1/24 + 1/246 + 1/328 | 2/43 = 1/42 + 1/86 + 1/129 + 1/301 |
2/45 = 1/30 + 1/90 | 2/47 = 1/30 + 1/141 + 1/470 | 2/49 = 1/28 + 1/196 |
2/51 = 1/34 + 1/102 | 2/53 = 1/30 + 1/318 + 1/795 | 2/55 = 1/30 + 1/330 |
2/57 = 1/38 + 1/114 | 2/59 = 1/36 + 1/236 + 1/531 | 2/61 = 1/40 + 1/244 + 1/488 + 1/610 |
2/63 = 1/42 + 1/126 | 2/65 = 1/39 + 1/195 | 2/67 = 1/40 + 1/335 + 1/536 |
2/69 = 1/46 + 1/138 | 2/71 = 1/40 + 1/568 + 1/710 | 2/73 = 1/60 + 1/219 + 1/292 + 1/365 |
2/75 = 1/50 + 1/150 | 2/77 = 1/44 + 1/308 | 2/79 = 1/60 + 1/237 + 1/316 + 1/790 |
2/81 = 1/54 + 1/162 | 2/83 = 1/60 + 1/332 + 1/415 + 1/498 | 2/85 = 1/51 + 1/255 |
2/87 = 1/58 + 1/174 | 2/89 = 1/60 + 1/356 + 1/534 + 1/890 | 2/91 = 1/70 + 1/130 |
2/93 = 1/62 + 1/186 | 2/95 = 1/60 + 1/380 + 1/570 | 2/97 = 1/56 + 1/679 + 1/776 |
2/99 = 1/66 + 1/198 | 2/101 = 1/101 + 1/202 + 1/303 + 1/606 |
A törtek összeadásának folyamata nem különbözött a közös nevezőre hozásuk modern módjától. A tört alá piros tintával írták a rendelkezésre álló nevezők közül a legnagyobbkal való szorzás eredményét, és nem kellett egész számokat kapni. Aztán összeadódott az eredmény.
El kell osztani 10 ember között 1, 2, 6, 7, 8, 9 kenyeret. Mivel az ókori egyiptomi törtek alikvot részek voltak, minden 1-nél nagyobb számlálóval rendelkező tört (kivételek kivételével) a számlálóban 1-gyel rendelkező törtek összegeként került kifejezésre. A papiruszban található érvelést felhasználva a következő megoldásokat kapjuk:
Az aHa-t is tartalmazó 1/4-hez hozzáadjuk az ismeretlen számot ( aHa ), és az eredmény 15, azaz.
Első lépés: az ókori matematikus 4-gyel helyettesíti az "x"-et. Nyilvánvalóan ez a szám nem alkalmas a megoldásra, :
✔ | egy | négy |
✔ | 1/4 | egy |
1+1/4 | 5 |
Eredmény: 5.
Második lépés: Az első lépésben 15 helyett csak 5-öt kaptunk. Mi a kapcsolat a két szám között?
✔ | egy | 5 |
✔ | 2 | tíz |
3 | tizenöt |
Ha 5-öt megszorozunk 3-mal, 15-öt kapunk. Az önkényesen felvett „4”-et és a kapott „3”-at megszorozzuk, így megkapjuk a kívánt aHa , azaz 4 x 3 = aHa .
Harmadik lépés: 4 x 3 kiszámítása:
egy | 3 | |
2 | 6 | |
✔ | négy | 12 |
négy | 12 |
Válasz: 12.
Negyedik lépés: Ellenőrizze számításaink eredményét, pl.
✔ | egy | 12 |
✔ | 1/4 | 3 |
1+1/4 | tizenöt |
A kívánt aHa szám 12.
Az R44 feladat azt jelzi, hogy az egyiptomiak ismerték a négyszögletes paralelepipedon térfogatának meghatározására szolgáló képletet : ahol L , S és H a hossza, szélessége és magassága.
„Példa egy négyzet alakú gabonapajta térfogatának kiszámítására. Hossza 10, szélessége 10, magassága 10. Hány szem fér bele? Szorozzuk meg 10-et 10-zel. Ez 100. Szorozzuk meg 100-at 10-zel. Ez 1000. Vegyük 1000 felét, ez 500. Ez 1500. A mennyiséget zacskókban kapja. Szorozd meg az 1/20-at 1500-zal. 75-öt kapsz. Váltsd át ezt a gabonamennyiséget hekátra (vagyis szorozd meg 100-zal), és megkapod a választ: 7500 hekát gabona."
Egy zsák vagy "har" 75,56 liternek felelt meg, és 10 hekátból állt.
egy | 8. fejezet | |
2 | 16. fejezet | |
négy | 32 ülés | |
✔ | nyolc | 64 ülés |
és
✔ | egy | 9. fejezet |
2 | 18. fejezet | |
négy | 36. fejezet | |
✔ | nyolc | 72 ülés |
81 |
Egy sechat vagy arura (görög név) 100 négyzetméter. könyök, azaz 0,28 ha. A valóságban ez egy nem 10 x 10 sing méretű földdarab volt, hanem 1 x 100 sing. Egy könyök 52,5 cm volt, és 7 tenyérből állt, és mindegyik tenyér 4 ujjból állt.
A feladat bonyolultsága abban rejlik, hogy a papiruszban nem találhatók hozzá magyarázó szövegek. Csak két számtábla és egy ábra áll előttünk. Az ábrán nyolcszögre vagy négyzetbe írt körre emlékeztető alak látható.
Az egyik elmélet szerint az ábrán egy négyzet látható, amelynek oldalai megegyeznek a beírt kör átmérőjének hosszával. A nyolcszög területét a következő képlettel számítjuk ki: , ebben az esetben a kör területe 64 [7] .
A második elmélet, amelyet Michel Guillemot javasolt, pontosabban magyarázza a rajzot. Az elmélet szerint az ábra egy szabálytalan nyolcszöget mutat, amelynek területe egyenlő egy négyzetbe írt körrel. Egy ilyen nyolcszög területét a következő képlet határozza meg: . De Michel Guillemot tovább ment, és azt javasolta, hogy az ókori egyiptomiaknak volt egy elképzelésük a kör négyzetesítéséről, és egy adott kör területe alapján egyenlő négyzetet építhettek.
Ludwig Borchardt nagyon hasonló rajzot talált a luxori templom falain.
"Vannak 9 kalapból álló körök. Mekkora a kör területe? Ki kell vonni egyet 9-ből. Marad 8. Szorozd meg 8-at 8-cal. Ez 64 lesz. Itt a válasz - a kör területe 64 szakasz. Részletes számítási folyamat:"
1 x 9 | = 9 | |
✔ | 1/9 x 9 | = 1 |
"Kivonás után 8."
1 x 8 | = 8 | |
2x8 | = 16 | |
4x8 | = 32 | |
✔ | 8x8 | = 64 |
"Egy kör területe 64".
1 kalap 100 könyökből állt és 52,5 m-nek felelt meg, egy sechat pedig 0,28 ha-nak felelt meg.
Nyilvánvalóan ebben az esetben a következő képletet használták: . Itt úgy tűnik, hogy az átmérője 9 kalap. Ugyanezt azonban másképpen is fel lehetne írni: . A kör területének kiszámításának modern képlete: vagy . A tudósok úgy vélik, hogy az egyiptomiak idejükre nagy sikereket értek el a matematikában - meghatározták a kör kerületének és átmérőjének hosszához viszonyított arányát (vagy ) egyenlő , azaz 3,1605. Ez nagyon közel áll az igazsághoz (szám ). Az "R50 probléma" azonban azt jelzi, hogy az egyiptomiak nem tudtak a konstans létezéséről .
Példa a háromszög területének kiszámítására . Ha valaki azt mondja neked: "A háromszögnek 10 kalapból álló "mryt" van, és az alapja 4 kalapból áll. Mekkora a területe?" Ki kell számolni a 4 felét. Ezután szorozd meg 10-et 2-vel. Íme a válasz.
A "mryt" szó valószínűleg magasságot jelent.
Az egyiptomiak képlete megegyezik a modernéval:
Az R52 feladat egy trapéz területének kiszámításáról szól .
„Mekkora egy csonka háromszög területe, ha a magassága 20 kalap, az alapja 6 kalap, a felső alapja pedig 4 kalap? Hajtsa be a trapéz alsó alját a felső részével. Szerezzen 10-et. Oszd ketté a 10-et. Majd szorozzuk meg 5-öt 20-zal. Ne feledje, hogy 1 kalap = 100 könyök. Számold ki a válaszod."
1x1000 | = 1000 | |
1/2 x 1000 | = 500 | |
✔ | 1x1000 | = 2000 |
2x1000 | = 4000 | |
✔ | 4x1000 | = 8000 |
10000 (azaz 100 sechat ) |
Ez a megoldás a következő képlettel írható fel: .
Az R56, R57, R58 és R59 feladatok részletesen tárgyalják a piramis meredekségének kiszámítását.
Az ókori egyiptomi " seked " kifejezés modern szempontból egy szög kotangensét jelentette ( ctg α ). Az ókorban egy szakasz hosszában mérték a goniométer mérővonalzója mentén, amelyet "sekednek" is neveztek. A hosszt tenyérben és ujjakban mértük (1 tenyér = 4 ujj). Matematikailag az alap felének a magassághoz viszonyított arányával találták meg.
„Egy olyan piramis kiszámításának módszere, amelynek alapja 360 sing, magassága 250 sing. Ahhoz, hogy kiderítsük, 360-nak a felét kell venni, ami 180. Ezután 180-at el kell osztani 250-zel, így kapjuk: 1/2, 1/5, 1/50 könyök (azaz 0,72 könyök). Mivel egy könyök 7 tenyér, az eredményt meg kell szorozni 7-tel (=5,04 tenyér)."
1/2 × 7 ; | 7/2 = 3 1/2 _ _ _ | |
1/5 × 7 ; | 7/5 = 1 1/4 és 1 1/5 _ _ _ _ | |
1/50 × 7 ; | 7/50 = 1/10 és 1/25 _ _ _ _ _ _ |
Ma ennek a feladatnak a megoldása során a szög kotangensét keresnénk az alap felének és az apotémának ismeretében [8] . Általában az egyiptomi képlet a piramis sekedének kiszámítására így néz ki: ahol b a piramis alapjának 1/2-e, h pedig a magassága. Maga a szög fokban kiszámítható az arctangens inverz trigonometrikus függvényével vagy - a Bradis táblázat szerint .
A hajlásszög és a dőlésszög aránya:
Seked, ujjak | Seked, pálmák | Szög, fok | Lépés fokban ujjonként |
---|---|---|---|
tizenöt | 3.75 | 61,82° | |
16 | négy | 60,26° | 1,56° |
17 | 4.25 | 58,74° | 1,52° |
tizennyolc | 4.5 | 57,26° | 1,47° |
19 | 4.75 | 55,84° | 1,42° |
húsz | 5 | 54,46° | 1,38° |
21 | 5.25 | 53,13° | 1,33° |
22 | 5.5 | 51,84° | 1,29° |
23 | 5.75 | 50,60° | 1,24° |
24 | 6 | 49,40° | 1,20° |
25 | 6.25 | 48,24° | 1,16° |
26 | 6.5 | 47,12° | 1,12° |
27 | 6.75 | 46,04° | 1,08° |
28 | 7 (=1 könyök) | 45,00° | 1,04° |
29 | 7.25 | 43,99° | 1,01° |
harminc | 7.5 | 43,03° | 0,97° |
31 | 7.75 | 42,09° | 0,94° |
32 | nyolc | 41,19° | 0,90° |
33 | 8.25 | 40,31° | 0,87° |
34 | 8.5 | 39,47° | 0,84° |
35 | 8.75 | 38,66° | 0,81° |
Az R64-es feladat azt mondja, hogy az ókori Egyiptomban aritmetikai progressziót használtak a számításokban .
"Példa a részekre osztásra. Ha valaki azt mondja: 10 emberre 10 hekát búzánk van, de van köztük különbség 1/8 hekát búzában. Ez átlagosan 1 hekát. Vonja le az 1-et 10-ből , akkor 9-et kapunk. Vegyük a különbség felét, azaz 1/16-ot. Szorozzuk meg 9-cel. Ezután adjunk hozzá 1/2 és 1/16 hekátot az átlagértékhez, és vonjunk le 1/8 hekátot minden következő személyből. amiről beszélünk: ".
1 1/2 1/16 | ||
1 1/4 1/8 1/16 | ||
1 1/4 1/16 | ||
1 1/8 1/16 | ||
1 1/16 | ||
1/2 1/4 1/8 1/16 | ||
1/2 1/4 1/16 | ||
1/2 1/8 1/16 | ||
1/2 1/16 | ||
1/4 1/8 1/16 | ||
tíz |
Magyarázat : A feladat 10 heqat búza szétosztása 10 ember között. Jelöljük ki a személyeket: H1, H2, H3, H4, H5, H6, H7, H8, H9 és H10. S a teljes mennyiség, azaz 10 hekata búza. N az alkatrészek száma. Mindenkinek más a hekatája. Ugyanakkor mindegyik 1/8 hekttal több, mint az előző. Legyen H2 = H1 + 1/8, H3 = H2 + 1/8 stb., ez utóbbiban van a legtöbb búza. A progresszió lépése R = 1/8.
Megtaláljuk a mindenkire kiosztott átlagos hekatszámot, azaz S/N = 10/10 = 1.
Ezután kiszámítjuk a különbséget, amely a következő osztásból adódik. Azaz N-1 = 10-1, egyenlő 9-cel. Tehát R/2 = 1/16, és R/2 * (N-1) = 1/16 * 9 = 1/2 + 1/16. A legnagyobb számot a következő képlettel számítjuk ki: R/2 * (N-1) + S/N = 1/2 + 1/16 + 1.
Elosztás 10 részre:
H10 = 1 + 1/2 + 1/16. | ||
H9 = H10 - 1/8 = 1 + 1/4 + 1/8 + 1/16 | ||
H8 = H9 - 1/8 = 1 + 1/4 + 1/16 | ||
H7 = H8 - 1/8 = 1 + 1/8 + 1/16 | ||
H6 = H7 - 1/8 = 1 + 1/16 | ||
H5 = H6 - 1/8 = 1/2 + 1/4 + 1/8 + 1/16 | ||
H4 = H5 - 1/8 = 1/2 + 1/4 + 1/16 | ||
H3 = H4 - 1/8 = 1/2 + 1/8 + 1/16 | ||
H2 = H3 - 1/8 = 1/2 + 1/16 | ||
H1 = H2 - 1/8 = 1/4 + 1/8 + 1/16 | ||
Összesen = 10 |
Nagyon valószínű, hogy ennek a probléma megoldásának volt gyakorlati alkalmazása.
A megoldást képletek formájában írhatja le:
Az R79-es feladat azt mondja, hogy az ókori Egyiptomban geometriai progressziót használtak a számításokban . Azt azonban csak tudjuk, hogy az egyiptomiak a "2" és az "1/2" számokat használták a progresszióhoz, vagyis olyan értékeket kaphattak, mint: 1/2, 1/4, 1/8 ... és 2, 4, 8, 16 … A geometriai progresszió gyakorlati alkalmazásának kérdése az ókori Egyiptomban szintén nyitott marad.
✔ | egy | 2801 |
✔ | 2 | 5602 |
✔ | négy | 11204 |
7 | 19607 |
házak | 7 | |
macskák | 49 | |
Egerek | 343 | |
Maláta | 2401 (az írnok tévedésből 2301-et írt) | |
Hekat | 16807 | |
19607 |
Szótárak és enciklopédiák | |
---|---|
Bibliográfiai katalógusokban |
Az ókori Egyiptom nyelve és írása | |||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
|