如何利用方程来解各种问题
在求解某个问题时,首先假设解已经求得[7],并给所有有助于求解的已知和未知线段命名[8]。接下来,在未区分已知还是未知线段的情况下,利用这些线段之间最自然的关系来解决问题,直到发现可以用两种方式来表示同一个量[9]。这将组成一个方程式,因为这两个表达式之一的各项之和,等于另一个表达式的各项之和。
我们必须找到与假定存在的未知线段数量相同的方程组[10]。但是,如果根据已知条件,无法找到这么多方程,那么显然该方程组的解无法确定。在这种情况下,对于没有对应方程的未知线段,我们可以任意确定一个长度[11]。
如果找到若干个方程,我们必须依次运用每一个方程,或单独考虑,或将其与其他方程做比较,以便得到每一条未知线段的值。我们必须将这些方程进行组合,直到只剩下一条未知线段[12]。这条未知线段等于某一已知线段;又或者,未知线段的平方、立方、四次方、五次方、六次方等之一,等于两个或两个以上量的和或差,其中一个量已知,而其他量是由单位线段与这些平方、立方、四次方等的比例中项乘以其他已知线段组成的。我可以用下列式子来表示
z=b
z2=-az+b2
z3=az2+b2z-c3
z4=az3-c3z+d4
…
即,取未知量z等于b;或,z2等于b2减去a乘以z;或,z3等于a乘以z2加b2乘以z再减c3;以此类推。
这样一来,无论问题是能用圆、直线或圆锥曲线,甚或是其他不高于三维数或四维数的曲线[13]作图的,所有的未知量均可用单一的量来表示。
但我在此并不打算作更为详细的解释,因为那样的话,我就剥夺了您通过自己的努力去解决问题的乐趣;而这个过程对于训练您的思维能力是大有助益的,在我看来,这正是这门科学之于人类的主要好处。再则,我发现这其中没有什么不可逾越的困难,因为任何熟悉初等几何和代数的人,只要仔细思考本论著中阐述的所有内容,一切都可以迎刃而解[14]。
因此,我非常赞同这样一种说法:如果一名学生能够充分利用除法来解这些方程,那他一定可以将问题化归为最简单的形式。