2016年12月19日月曜日

和算の算額

 桜川市真壁町の筑波山麓に天台宗の古刹「椎尾山薬王院」がある。この寺には江戸時代末期に2面の算額が奉納され現存する。

椎尾山薬王院は平安時代初期に最仙によって開基された。
天台宗の宗祖・最澄が開基した本山の比叡山に似た雰囲気である。

算額とは江戸時代の和算の研究家が数学の問題を和算で解き、巨大な絵馬のような額にして神社仏閣に奉納するものだ。
薬王院には関流の算額が1面、最星流の算額が1面が奉納されている。
いずれも、「勾股弦の定理(こうこげんのていり)」を用いて解く問題が描かれている。

 勾股弦の定理は約2000年程前の漢の時代に作られた古代中国の算術書・「九章算術」に述べられており、西洋の数学の「ピタゴラスの定理(三平方の定理)」と同じ内容である。
わが国では1600年に「勾股」という和算書がまとめられた。

 算額は問題と解答が漢文で書かれているが、解答までの過程が明記されていないものが多い。そこで、ピタゴラスの定理(三平方の定理)で解き、漢文の解答と一致することを確認した。


1.関流の算額:嘉永7年7月(1854)奉納、 常州矢田部藩、嶋勇助源吉叙門人
  野村善三郎篤敬他8
92cm x 65cm

【1】右の図:[ 問 ] 全円径 1尺2寸(=12寸)、大円径 6寸のとき、小円の直径はいくらか
     [ 答 ] 小円の直径 4寸

【2】左の図:問 ] 全円径 1尺(=10寸)、大円径 6寸のとき、小円の直径はいくらか
     [ 答 ] 小円の直径3寸7分5厘


小円半径をXと置き、ピタゴラスの定理に従い方程式を建てると、X=2となる。従って小円の直径は2X = 4寸となり、算額の答えと一致する。






2.最星流の算額:弘化4年3月(1847)奉納、越後国三嶋郡、竹内弁吉義治 門人10名

103cm x 72cm

【1】右の図:[ 問 ] 乙円径 12寸とすると、大円径、甲円径はいくらか
     [ 答 ] 外円径 144寸、甲円径 36寸

【2】左の図:問 ] 外円内に勾股弦(直角三角形)と直角三角形の中に天地人の3個の円が入れてある。
       直角三角形を直径とする3つの円を描く。天円径と人円径が得られたとして、外円径を求める術を問う。
     [ 答 ] 外円径は下記の如し





最星流Q&A2


図のように外円内に勾股弦(即ち、勾股弦を各半円の直径とする)とその内に天地人の3つの円を入れてある。天円径と人円径が与えられたとして、外円径を得る術を問う。

【術】
(1)準備:術を確認するためのテストデータを作成する
 天円と人円が与えられるという条件で外円 を求める問題であるが、勾=60、股=80、弦=100と仮に定めると直角三角形の内心円が地円となるので、地円径DはD=(勾)+(股)-(弦)=40 となる。
地円径から天円径は約15、人円径は約21となる。








(2)術(A):桜川市 椎尾山薬王院の算額
算額は漢文で書いてあるので、松崎俊雄「茨城の算額」が数式に書き直したものを用いる。

子=(√2)-1=0.41
丑=子・(天+人)÷2=7.5
寅=天・人=315
卯=√(寅・2)+丑=32.6
辰=√((卯・子)^2-寅)+子・卯=??? ルートの中が(-133.2) 実数ではない???
外円径=[1÷{(卯÷寅)・丑÷2}]÷辰=

 「辰」が求められない。その原因は、算額に記されている「術」か、松崎俊雄「茨城の算額」に記された数式かのどらかに誤りがるように思える。

(3)術(B):笠間市 香取小原神社の算額
まったく同じ問題が、笠間市(旧友部町)坂場の香取小原神社に奉納されていることが分かった。昭和2年(1927年)に内原の横田春雄氏が【問】と【術】を記している。
【術】は松崎俊雄「茨城の算額」に数式に書き直したものがあることを発見したので、この式を使用する。

但し薬王院の算額の「人」は小原神社の算額では「地」と名付けてある。

公=√((天径)・(地径))=17.7
侯=公・2+(地径)+(天径)=71.5
伯={1.5-(方傾斜)}・侯=(1.5-√2)・侯=6.1
子=√((伯+2公)・伯)+公+伯=39.9
男={子ー(地径)}÷√(子・(地径))=0.7
外円径=[子÷{男÷(男+2)^2・32-男^2}]*8=125.5

外円径=125.5 はリーゾナブルな値と思われる。即ち、小原神社の横田春雄氏が記した【術】は正しいと思われる。


   小原神社の算額の【術】               小原神社の算額の【問】





本小文を執筆するにあたり、松崎俊雄「茨城の算額」筑波書林 を参考にさせて頂いた。