什么是“贾宪三角”

公元1261年,我国宋代数学家杨辉在其著作《详解九章算法》中记载了一个用数字排列起来的三角阵(如下图),由于引用了贾宪著的《开方作法本源》和“增乘开方法”,因此这个三角阵就叫做“贾宪三角”。在欧洲,这一三角形叫做帕斯卡三角形,是帕斯卡在1654年研究出来的,比贾宪迟600年。


那么,贾宪三角有什么用呢?

贾宪三角中各行中的数字正好是二项式a+b乘方后,展开式中各项的系数。譬如

(a+b)1=a+b;

(a+b)2=a2+2ab+b2;

(a+b)3=a3+3a2b+b3;

……

根据这个三角阵图,我们还可以知道

(a+b)6=a6+6a5b+15a4b2+20a3b3+15a2b4+6ab5+b6

表中第一行,也有它的意义,只要a+b≠0,(a+b)0=1。

仔细观察这一三角阵,我们可以发现它排列的规律:每下一行的数比上一行多1个,两边都是1,中间各数都写在上一行两数的中间,且等于它们的和。按照这一规律,我们就可以将这一三角阵继续写下去,并得到我们所需要的二项式展开式的系数。

那么,最初这一三角阵又是如何构造出来的呢?据史书记载,贾宪的方法是“增乘法”。所谓“增乘”是“以加求乘(方)”的意思。例如,要造一张具有八行的“贾宪三角”,先造下面的数表:


上表是依照下面三条规则造出来的:(1)第一行是8个1;(2)第二行起每行比上一行少左边的一个数;(3)每一行从右边开始逐个数相加到某个数(只要这个数不是左边第一个数)所得到的和写在这个数的正下方(例如,第三行右边4个数相加1+3+6+10所得到的和20便是第四行右边第四个数)。

把由“增乘法”得到的上述数表整个地按逆时针方向旋转45°,便得到八行的“贾宪三角”。

与“增乘法”类似的还有“增开方法”,可以用于解数字系数的高次方程。

关键词:贾宪三角 帕斯卡三角