【趣味数学题】户与竿《九章算术·勾股12》
郑涛(Tao Steven Zheng) 著
【问题】
《九章算术·勾股12》
【原文】今有户不知高、广,竿不知长短。横之不出四尺,从之不出二尺,邪之适出。问:户高、广、袤各几何?
【今译】假设有一门户,不知道它的高和广,有一根竹竿,不知道它的长短。将竹竿横着,有 4 尺出不去,竖起来有 2 尺出不去,将它斜着恰好能出门。问:门户的高、广、斜各是多少?


【题解】
设户广为勾 ,户高为股
,户邪为弦
,横不出为勾弦差
,从不出为股弦差
。《九章算术》给的解法应用一个有趣的勾股公式:

根据图 2,勾方的面积为 (红色),股方的面积为
(绿色),弦方的面积为
;黄方部分为勾方和股方相重迭的正方形,其面积为
;相对的两个青矩形的面积都是
。由图 2 可见
所以
根据勾股定理 ,得
开平方即得
户高
户广
户邪
户广 6 尺;户高 8 尺;户邪 10 尺(1 丈)。
《九章算术》的答案与解法
【原文】
答曰:广六尺,高八尺,袤一丈。
术曰:从、横不出相乘,倍,而开方除之。所得加从不出,即户广;加横不出,即户高,两不出加之,得户袤。
【今译】
答案:广是6尺,高是8尺,斜是1丈。
解法:将竖着、横着出不去的长度相乘,加倍,而对之开方除法。所得的结果加竖着出不去的长度,即是门户的广;加上横着出不去的长度,即是门户的高;加上两个出不去的长度,即得到门户的斜。