予我姝色(女记)(161)
2.
娘辞世之后,家中如遭凛冬之袭,往昔之盛景不再唯余一片萧索低迷之气,娘在时家中诸般学问研习皆赖娘悉心教导,尤其是姐姐锡蕙学识尽得娘之真传,于数学一道更显天赋异禀,然娘既逝仿若星沉月坠,姐姐骤失倚仗困于斗室之间,虽心怀壮志欲续研数术却无奈只能闭门造车,每遇疑难困惑环顾四周,竟无人可咨亦无处可求,其落寞与艰难,我于一旁观之心痛不已。
我本好绘画,常沉醉于笔墨丹青之间以绘事抒怀寄志,然娘丧之变姐妹维艰,我不忍见姐姐愁苦之态,遂毅然弃笔转而操持绣针,凭刺绣之技冀能稍解家中困厄,初涉刺绣之时手法生疏然心中有念,为活下去为自己为姐姐日夜苦练,不顾指尖伤痛,渐至技艺娴熟,绣品亦得众人青睐,以此微薄之力勉强支撑姐妹两人。
后哥哥随爹外出问学,我念姐姐心伤难抑,遂悄至娘生前书房欲以旧物宽她怀,未及门扉闻内有簌簌之声,我心疑轻推而入,乃见姐姐于昏黄烛光下,身姿端然素手抚卷,半点没有悲戚模样。
卷上便见姐姐矢志于勾股之理高维推究,昔之所学,勾股之法于平矩之形,弦幂合勾股二者幂之和,此乃众人尽知,然姐姐之思不止于此,欲穷其理于多维之境。
遂先察三维之直长方物,设其棱为长广高,分别以丈尺寸度之,其体斜络则谓之弦,姐姐濡墨绘直长方物之图于纸,虽形之表象,难全展多维妙蕴然亦足以启其灵思,于图间,引诸辅助线缕详析体斜络与各棱关联,先观其一平面斜络,此线与长广成直角之形,依勾股要义,其长即勾股两方和之方根,而此斜络复与高构直角,再施勾股之理遂得弦幂等于先所推平面的斜络长之幂,加诸高之幂,其间,姐姐列算筹于案反复推绎,虽四维之形难呈于目前然其数理渐明于心,筹策纵横,加减移项乘除诸法并用,每步皆审慎精思不敢有毫厘之差。
时而眉尖轻蹙若遇疑难之坎,时而展颜舒意似有所得之喜,我于侧侍奉虽未可尽解其算,然亦深感其专注之忱志意之坚。
再见及于三角与勾股之合参,姐姐先取直角之形定其锐者为一角,其间,正弦角之幂与余弦角之幂相并为一,此乃三角学之根基。姐姐遂由是推求半角之式,设半角为半之锐,依理有,余弦角等于一减二倍正弦半锐之幂,移项而得,正弦半锐等于正负方根下,一减余弦角除以二,姐姐取勾三股四弦五之特例,设其锐角之邻边为四,斜边为五,则余弦角为五分之四,代入半角之式以求正弦半锐,姐姐细加推算得正弦半锐为十分之一之方根,又以勾股之理验之,设半角所对边为对边之数,依理列算,对边之数之幂,加五分之四乘二分之五之幂,等于二分之五之幂,先解五分之四乘二分之五之幂得四,二分之五之幂为四分之二十五,遂得对边之数之幂为四分之九,故对边之数为二分之三,而正弦半锐等于对边之数除以二分之五亦为十分之一之方根,恰相契合,证半角之式无误。继而思究倍角之式,正弦二倍角等于二倍正弦角乘余弦角,余弦二倍角等于余弦角之幂减正弦角之幂。
姐姐仍据勾股之形设勾为勾长之数,股为股长之数,弦为弦长之数,一锐角为锐,则正弦锐等于勾长之数除以弦长之数,余弦锐等于股长之数除以弦长之数,姐姐精心构作一与原直角之形相似,且角为二倍锐之形,于此形中依勾股之理及相似关联推求,据相似之理,对应边成比例,设新形之勾为新勾长之数,股为新股长之数,弦为新弦长之数,则新勾长之数与勾长之数、新股长之数与股长之数、新弦长之数与弦长之数之比皆同于相似比,而正弦二倍锐等于新勾长之数除以新弦长之数,余弦二倍锐等于新股长之数除以新弦长之数,由勾股之理新勾长之数之幂加新股长之数之幂等于新弦长之数之幂,又新勾长之数等于相似比乘勾长之数,新股长之数等于相似比乘股长之数,新弦长之数等于相似比乘弦长之数,代入而得相似比之幂乘勾长之数之幂与股长之数之幂之和,等于相似比之幂乘弦长之数之幂亦合勾股之理,再以正弦锐等于勾长之数除以弦长之数,余弦锐等于股长之数除以弦长之数推之,可得正弦二倍锐等于二倍勾长之数乘股长之数除以弦长之数之幂,即二倍正弦锐乘余弦锐,余弦二倍锐等于股长之数之幂减勾长之数之幂除以弦长之数之幂,即余弦锐之幂减正弦锐之幂,费尽心力终得证之,我观姐姐推证,虽繁复而不紊,条理井然,足见其深厚精醇。
至于勾股之理求几何最值之法,姐姐设一圆,圆心名之曰圆中半径称径长,圆外有一点号为点外,自点外引圆之切线,切点命为切处。姐姐连圆中与点外,观之,切处与径长成直角之形,径长既定为常值,依勾股之理切处之幂等于圆中点外之距之幂减径长之幂,欲使切处之值最小,唯求圆中点外之距至微,姐姐沉虑良久,悟得圆中点外之距近极之时,即点外至圆心圆中之距最近刹那,亦唯当圆中点外之连线段垂直于过点外与圆心圆中之直线,圆中点外之距方为最小,由是,此最值之求豁然得解,姐姐由此例更思及椭圆双曲诸般圆锥之线,若有定点与定线求某相关线段最值亦或可借勾股之理通解,如椭圆者,设其方程为椭圆定式,有一定点号为定处曲线上一动点名为动处,姐姐欲求定点与动点之距最值,先连圆中与定处、圆中与动处,于三角形内,定点与动点之距之幂,等于圆中与定处之距之幂加圆中与动处之距之幂,减二倍圆中与定处之距乘圆中与动处之距乘夹角余弦,而圆中与动处之距与椭圆之关联,可由椭圆方术表述再以勾股之理之思,化诸量为直角之形边际关系,设椭圆上一点坐标合于参数之式,圆中与动处之距可表为一式,圆中与定处之距为确定之值,姐姐将此诸量代入定点与动点之距之式,历经繁难运算化简以求最值,其间虽计算繁冗,然姐姐心无旁骛步步为营终得近于正果。