กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 10 นาที

ตารางคอร์ดของปโตเลมี

ตารางคอร์ดซึ่งสร้างโดยปโตเลมี นักดาราศาสตร์ นักเรขาคณิต และนักภูมิศาสตร์ชาวกรีกในอียิปต์ในช่วงศตวรรษที่ 2 หลังคริสต์ศักราช เป็นตารางตรีโกณมิติในหนังสือเล่มที่ 1 บทที่ 11...

ตารางคอร์ดของปโตเลมี

ตารางคอร์ดซึ่งสร้างโดยปโตเลมี นักดาราศาสตร์ นักเรขาคณิต และนักภูมิศาสตร์ชาวกรีกในอียิปต์ในช่วงศตวรรษที่ 2 หลังคริสต์ศักราช เป็นตารางตรีโกณมิติในหนังสือเล่มที่ 1 บทที่ 11 ของAlmagestของ ปโตเลมี [ 1 ]ซึ่งเป็นตำราเกี่ยวกับดาราศาสตร์เชิงคณิตศาสตร์โดยพื้นฐานแล้วมันเทียบเท่ากับตารางค่าของ ฟังก์ชัน ไซน์มันเป็นตารางตรีโกณมิติที่เก่าแก่ที่สุดที่ครอบคลุมเพียงพอสำหรับวัตถุประสงค์เชิงปฏิบัติหลายอย่าง รวมถึงดาราศาสตร์ด้วย (ตารางคอร์ดก่อนหน้านี้โดยฮิปปาร์คัสให้คอร์ดเฉพาะสำหรับส่วนโค้งที่เป็นพหุคูณของ7 เท่านั้น)+1/2 ° = π/24เรเดียน ) [ 2 ] ตั้งแต่ศตวรรษที่ 8 และ 9 ไซน์และฟังก์ชันตรีโกณมิติอื่นๆ ได้ถูกนำมาใช้ในคณิตศาสตร์และดาราศาสตร์อิสลาม ปฏิรูปการผลิตตารางไซน์ [ 3 ] ต่อมา Khwarizmiและ Habash al-Hasibได้ผลิตชุดตารางตรีโกณมิติ

ฟังก์ชันคอร์ดและตาราง

ตัวอย่าง: ความยาวของคอร์ดที่รองรับ ( ⁠109+1/2มุม ⁠ ° มีค่าประมาณ 98.

คอร์ดของวงกลมคือส่วนของเส้นตรงที่มีจุดปลายอยู่บนวงกลม ปโตเลมีใช้วงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 120 ส่วน เขาได้จัดทำตารางแสดงความยาวของคอร์ดที่มีจุดปลายห่างกันเป็นส่วนโค้งn องศา  โดยที่nมีค่าตั้งแต่1/2ถึง 180 โดยเพิ่มขึ้นทีละ  1/2ในสัญลักษณ์ทางดนตรี สมัยใหม่ความยาวของคอร์ดที่สอดคล้องกับส่วนโค้งθ  องศา คือ

เมื่อθเปลี่ยนจาก 0 ถึง 180 องศา ความยาวของคอร์ดของ ส่วนโค้ง θองศาจะเปลี่ยนจาก 0 ถึง 120 องศา สำหรับส่วนโค้งเล็กๆ ความยาวของคอร์ดต่อมุมของส่วนโค้งในหน่วยองศาจะเท่ากับπต่อ 3 หรือกล่าวให้แม่นยำยิ่งขึ้น อัตราส่วนนี้สามารถทำให้ใกล้เคียงกับ⁠ ได้ตามต้องการπ/3  ≈ 1.047 197 55โดยทำให้θมีค่าเล็กพอ ดังนั้น สำหรับส่วนโค้งของ1/2เมื่อมุมของส่วนโค้งเพิ่มขึ้น ความยาวของคอร์ดจะมากกว่ามุมของส่วนโค้งเล็กน้อย เมื่อมุมของส่วนโค้งเพิ่มขึ้น อัตราส่วนของคอร์ดต่อส่วนโค้งจะลดลง เมื่อมุมของส่วนโค้งถึง 60 °ความยาวของคอร์ดจะเท่ากับจำนวนองศาของส่วนโค้งพอดี กล่าวคือ คอร์ด 60° = 60 สำหรับส่วนโค้งที่มีมุมมากกว่า 60° ความยาวของคอร์ดจะน้อยกว่าส่วนโค้ง จนกระทั่งถึงส่วนโค้ง 180° ซึ่งความยาวของคอร์ดจะเหลือเพียง 120

ส่วนที่เป็นเศษส่วนของความยาวคอร์ดแสดงใน รูปเลข ฐานหกสิบ (ฐาน 60) ตัวอย่างเช่น เมื่อความยาวของคอร์ดที่รองรับส่วนโค้ง 112° รายงานว่าเป็น 99,29,5 แสดงว่ามีความยาวเท่ากับ

ปัดเศษให้ใกล้เคียง  ที่สุด1/60 2 . [ 1 ]

หลังจากคอลัมน์สำหรับส่วนโค้งและคอร์ดแล้ว จะมีคอลัมน์ที่สามซึ่งระบุว่า "หกสิบส่วน" สำหรับส่วนโค้งที่มีมุม  θ ° ค่าในคอลัมน์ "หกสิบส่วน" คือ

นี่คือค่าเฉลี่ยของจำนวนหนึ่งในหกสิบของหน่วยที่ต้องเพิ่มเข้าไปในคอร์ด ( θ °) ทุกครั้งที่มุมเพิ่มขึ้นหนึ่งนาทีของส่วนโค้งระหว่างค่าสำหรับ  θ ° และค่าสำหรับ ( θ  +  ⁠)1/2) ° ดังนั้นจึงใช้สำหรับการแทรกเชิงเส้น Glowatzki และ Göttsche แสดงให้เห็นว่า Ptolemy ต้องคำนวณคอร์ดถึงห้า ตำแหน่ง ฐานหกสิบเพื่อให้ได้ระดับความแม่นยำที่พบในคอลัมน์ "หกสิบ" [ 4 ] [ 5 ]

ปโตเลมีคำนวณคอร์ดอย่างไร

บทที่ 10 ของหนังสือเล่มที่ 1 ในตำราAlmagestนำเสนอทฤษฎีทางเรขาคณิต ที่ใช้ในการคำนวณคอร์ด ปโตเลมีใช้เหตุผลทางเรขาคณิตโดยอิงจากข้อเสนอที่ 10 ของหนังสือเล่มที่ 13 ใน ตำรา Elementsของยูคลิด เพื่อหาคอร์ดของมุม 72° และ 36° ข้อเสนอ ดังกล่าว ระบุว่า ถ้าภาพห้า เหลี่ยมด้าน เท่าถูกบรรจุอยู่ในวงกลม พื้นที่ของสี่เหลี่ยมจัตุรัสบนด้านของภาพห้าเหลี่ยมจะเท่ากับผลรวมของพื้นที่ของสี่เหลี่ยมจัตุรัสบนด้านของภาพหกเหลี่ยมและภาพสิบเหลี่ยมที่บรรจุอยู่ในวงกลมเดียวกัน

เขาใช้ทฤษฎีบทของปโตเลมีเกี่ยวกับรูปสี่เหลี่ยมที่แนบในวงกลมเพื่อหาอนุพันธ์ของสูตรสำหรับคอร์ดของครึ่งส่วนโค้ง คอร์ดของผลรวมของสองส่วนโค้ง และคอร์ดของผลต่างของสองส่วนโค้ง ทฤษฎีบทนี้กล่าวว่า สำหรับรูปสี่เหลี่ยมที่แนบในวงกลมผลคูณของความยาวของเส้นทแยงมุมเท่ากับผลรวมของผลคูณของความยาวของด้านตรงข้ามสองคู่ การหาอนุพันธ์ของเอกลักษณ์ตรีโกณมิติอาศัยรูปสี่เหลี่ยมที่แนบ ในวงกลม ซึ่งด้านหนึ่งเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลม

เพื่อหาคอร์ดของส่วนโค้ง 1° และ1/2เขาใช้การประมาณค่าโดยอาศัยอสมการของอริสตาร์คัสอสมการนี้กล่าวว่า สำหรับส่วนโค้งαและβถ้า 0 <  β  <  α  < 90° แล้ว

ปโตเลมีแสดงให้เห็นว่าสำหรับส่วนโค้ง 1° และ1/2°การประมาณค่าจะให้ค่าที่ถูกต้องในสองตำแหน่งฐานหกสิบแรกหลังจากส่วนที่เป็นจำนวนเต็ม

ความแม่นยำ

Gerald J. Toomerในการแปล Almagest ของเขาได้ระบุรายการเจ็ดรายการที่ต้นฉบับบางฉบับมีข้อผิดพลาดในการคัดลอก โดยเปลี่ยน "ตัวเลข" หนึ่งตัว (ตัวอักษรหนึ่งตัว ดูด้านล่าง) Glenn Elertได้ทำการเปรียบเทียบระหว่างค่าของ Ptolemy กับค่าที่แท้จริง (120 เท่าของไซน์ของครึ่งมุม) และพบว่า ค่าความ คลาดเคลื่อนรากกำลังสองเฉลี่ยคือ 0.000136 แต่ส่วนใหญ่เกิดจากการปัดเศษให้ใกล้เคียงที่สุด 1/3600 เนื่องจากเท่ากับ 0.0002777... อย่างไรก็ตาม ยังมีรายการจำนวนมากที่ "ตัวเลข" ตัวสุดท้ายคลาดเคลื่อนไป 1 (สูงเกินไปหรือต่ำเกินไป) จากค่าที่ปัดเศษได้ดีที่สุด ค่าของ Ptolemy มักจะสูงเกินไป 1 ในตำแหน่งสุดท้าย และยิ่งสูงขึ้นไปอีกเมื่อพิจารณามุมที่สูงขึ้น ข้อผิดพลาดที่ใหญ่ที่สุดอยู่ที่ประมาณ 0.0004 ซึ่งยังคงสอดคล้องกับข้อผิดพลาดเพียง 1 ในตัวเลขฐานหกสิบตัว สุดท้าย [ 6 ]

ระบบตัวเลขและลักษณะของตารางที่ยังไม่ได้แปล

ความยาวของส่วนโค้งของวงกลมในหน่วยองศา และส่วนที่เป็นจำนวนเต็มของความยาวคอร์ด ถูกแสดงด้วยระบบตัวเลขฐาน 10 โดยใช้อักษรกรีก 21 ตัว ซึ่งมีความหมายตามตารางต่อไปนี้ และสัญลักษณ์ "∠′ "ซึ่งหมายถึง1/2และวงกลมนูน "○" ที่เติมเต็มช่องว่าง (ซึ่งแทนเลขศูนย์) ตัวอักษรสามตัวที่ระบุว่า "โบราณ" ในตารางด้านล่าง ไม่ได้ถูกใช้ในภาษากรีกมาหลายศตวรรษก่อนที่ จะมีการเขียน อัลมาเกสต์แต่ยังคงถูกใช้เป็นตัวเลขและโน้ตดนตรีอยู่

ดังนั้น ตัวอย่างเช่น ส่วนโค้งของ⁠143+1/2 ° แสดงด้วยสัญลักษณ์ρμγ ∠′ (เนื่องจากตารางแสดงค่าสูงสุดเพียง 180° จึงไม่ได้ใช้ตัวเลขกรีกสำหรับค่า 200 ขึ้นไป)

ส่วนที่เป็นเศษส่วนของความยาวคอร์ดนั้นต้องการความแม่นยำสูง และแสดงใน รูปแบบ เลขฐานหกสิบในสองคอลัมน์ในตาราง โดยคอลัมน์แรกแสดงค่าจำนวนเต็มที่เป็นผลคูณของ1/60ในช่วง 0–59 โดยที่ตัวที่สองเป็นจำนวนเต็มคูณของ1/60 2= ​ 1/3600และอยู่ในช่วง 0–59 เช่นกัน

ดังนั้นในฉบับAlmagest ของ Heiberg ที่มีตารางคอร์ดในหน้า 48–63จุดเริ่มต้นของตารางจะสอดคล้องกับส่วนโค้งจาก1/2 °ถึง ⁠7+1/2 °มีลักษณะดังนี้:

ถัดมาในตาราง จะเห็นได้ว่าตัวเลขที่ใช้แสดงส่วนจำนวนเต็มของส่วนโค้งและความยาวคอร์ดนั้นเป็นเลขฐานสิบ ดังนั้น ส่วนโค้ง 85° จึงเขียนเป็นπε ( πแทน 80 และεแทน 5) ไม่ได้แยกย่อยเป็น 60 + 25 ส่วนความยาวคอร์ดที่สอดคล้องกันคือ 81 บวกกับส่วนที่เป็นเศษส่วน ส่วนจำนวนเต็มเริ่มต้นด้วยπαซึ่งก็ไม่ได้แยกย่อยเป็น 60 + 21 เช่นกัน แต่ส่วนที่เป็นเศษส่วนนั้นเขียนเป็นδแทน 4 ในตาราง1/60คอลัมน์ตามด้วยιε สำหรับ 15ใน1/60 2คอลัมน์

ตารางนี้มี 45 บรรทัดในแต่ละหน้า จำนวน 8 หน้า รวมทั้งหมด 360 บรรทัด

ดูเพิ่มเติม

  • JL Heiberg Almagest , ตารางคอร์ดในหน้า 48–63
  • ตารางคอร์ดของปโตเลมีโดยเกล็น เอเลิร์ต : ตรีโกณมิติในศตวรรษที่สอง
  • Almagestในรูปแบบภาษากรีกและฝรั่งเศส สามารถดูได้ที่คลังเก็บข้อมูลทางอินเทอร์เน็ต
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Ptolemy%27s_table_of_chords&oldid=1342784687 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ตารางคอร์ดของปโตเลมี

ตารางคอร์ดซึ่งสร้างโดยปโตเลมี นักดาราศาสตร์ นักเรขาคณิต และนักภูมิศาสตร์ชาวกรีกในอียิปต์ในช่วงศตวรรษที่ 2 หลังคริสต์ศักราช เป็นตารางตรีโกณมิติในหนังสือเล่มที่ 1 บทที่ 11...

ฟังก์ชันคอร์ดและตาราง

คอร์ดของ วงกลม คือส่วนของเส้นตรงที่มีจุดปลายอยู่บนวงกลม ปโตเลมีใช้วงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 120 ส่วน เขาได้จัดทำตารางแสดงความยาวของคอร์ดที่มีจุดปลายห่างกันเป็นส่วนโค้ง n องศา โดยที่ n มีค่าตั้งแต่ ⁠ 1 / 2 ถึง 180 โดยเพิ่มขึ้นทีละ ⁠ 1 / 2 ในสัญลักษณ์ทางดนตรี...

ปโตเลมีคำนวณคอร์ดอย่างไร

บทที่ 10 ของหนังสือเล่มที่ 1 ในตำรา Almagest นำเสนอทฤษฎี ทางเรขาคณิต ที่ใช้ในการคำนวณคอร์ด ปโตเลมีใช้เหตุผลทางเรขาคณิตโดยอิงจากข้อเสนอที่ 10 ของหนังสือเล่มที่ 13 ใน ตำรา Elements ของยูคลิด เพื่อหาคอร์ดของมุม 72° และ 36° ข้อเสนอ ดังกล่าว ระบุว่า ถ้า ภาพห้า...

ความแม่นยำ

Gerald J. Toomer ในการแปล Almagest ของเขาได้ระบุรายการเจ็ดรายการที่ต้นฉบับบางฉบับมีข้อผิดพลาดในการคัดลอก โดยเปลี่ยน "ตัวเลข" หนึ่งตัว (ตัวอักษรหนึ่งตัว ดูด้านล่าง) Glenn Elert ได้ทำการเปรียบเทียบระหว่างค่าของ Ptolemy กับค่าที่แท้จริง (120...